Prémio Nobel da Química 2017

Qual a vantagem de conhecer biomoléculas que são grandes e complexas?

Jacques Dubochet, Joachim Frank e Richard Henderson

lustrações de Niklas Elmehed | Nobel Media AB 2017

Maria José Calhorda
Imagem cedida por MJC

O Prémio Nobel da Química foi atribuído em 2017, em partes iguais, a três investigadores, Jacques Dubochet (Universidade de Lausana, Suiça), Joachim Frank (Universidade de Columbia, Nova Iorque, EUA) e Richard Henderson (Laboratório MRC de Biologia Molecular, Cambridge, UK) pelo desenvolvimento da microscopia crioelectrónica que permite a resolução da estrutura de biomoléculas em solução com alta resolução.

O grande avanço na determinação de estruturas de sistemas moleculares foi a cristalografia de raios-X, que durante o século XX permitiu a determinação da estrutura, com resolução atómica, para moléculas pequenas e, com elevada resolução (2-3 Å,) para as biomoléculas, como as proteínas. Contudo, esta técnica exige a utilização de cristais. Muitas biomoléculas não cristalizam facilmente e outras decompõem-se durante o processo.

Henderson teve a ideia de usar microscopia eletrónica de transmissão (TEM – transmission electron microscopy) para determinar as suas estruturas. Esta técnica permitia obter, com os equipamentos de alta resolução, certas estruturas moleculares, bidimensionais, com detalhe atómico, mas as biomoléculas geralmente perdiam a estrutura e decompunham-se nas condições operacionais (feixe de eletrões de alta energia e vácuo).

Os melhoramentos que permitiram resolver o problema envolveram dois aspetos. Um deles consistiu na análise e no tratamento dos dados experimentais, por meios matemáticos e computacionais, de modo a obter imagens bem definidas que pudessem mostrar o detalhe das estruturas. Foi este o campo de intervenção de Joachim Frank. O outro permitiu encontrar condições em que as biomoléculas mantivessem a sua identidade – forma e estrutura. Jacques Dubochet estudou meios de as proteger para evitar, por exemplo, a desidratação que levava ao seu colapso. A forma que veio a provar ser mais eficaz foi envolver as biomoléculas em estudo num filme fino de água e forçar a congelação de água na forma de vidro (amorfo) evitando a sua cristalização. Nada disto foi fácil e envolveu anos de trabalho das várias equipas até chegar à microscopia crioelectrónica.

Qual a vantagem de conhecer detalhadamente as estruturas das moléculas, em particular das biomoléculas que são grandes e complexas? Para além da sua beleza, o conhecimento das estruturas permite a conceção de fármacos destinados a alvos bem definidos, tornando essa conceção mais racional e menos aleatória.


Ilustração de Martin Högbom, disponível no site da Royal Swedish Academy of Science

 

Maria José Calhorda, professora do Departamento de Química e Bioquímica de Ciências
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
microscópio

Ciências ULisboa participou na Semana Internacional do Cérebro com palestras e demonstrações em laboratório. A cientista Diana Cunha-Reis destaca a importância da atividade no que diz respeito à partilha da interdisciplinaridade existente na Faculdade junto de alunos do ensino secundário.

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A iniciativa de cidadania europeia “Stop Finning – Stop the Trade” tem como objetivo o término da União Europeia como uma importante plataforma de trânsito para o comércio mundial de barbatanas. "Face à atual legislação, o finning foi vetado em 2003. Porém, o massacre continua", escreve Madalena Sottomayor, aluna de mestrado em Biologia da Conservação da Ciências ULisboa.

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"Ross Leadbetter era amigo verdadeiro dos seus amigos, entre os quais me encontro, e é um dos gigantes da área de Valores Extremos (...)", escreve Maria Ivette Leal de Carvalho Gomes, professora emérita do DEIO Ciências ULisboa, na sequência do falecimento do professor emérito da University of North Carolina at Chapel Hill e doutor honoris causa da ULisboa.

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"Há um ciclo solar transformámos um relvado de 315 m2 no que pretende ser uma minifloresta densa e biodiversa. O que podemos observar passado o primeiro ano? Haverá motivos para celebrar a FCULresta?". Passado um ano desde o lançamento da primeira semente, os membros do projeto fazem um balanço de todo o processo.

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O cientista Tiago Guerreiro foi um dos oradores da “Winter School on e-Health & Pervasive Technologies”, a primeira escola de inverno do projeto WideHealth, e que contou com uma competição de Machine Learning, composta por 11 equipas e na qual o grupo da Faculdade alcançou o 4.º lugar e uma menção honrosa.

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A Something in Hands - Investigação Científica Lda. (R-Nuucell), spin-off da Ciências ULisboa, vai receber um financiamento de €75.000 para desenvolver um novo medicamento para o cancro de mama triplo negativo.

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Rita Pestana é aluna do 2.º ano do mestrado em Engenharia Física e em março inicia um estágio no Centro de Microanálises de Materiais, em Madrid, no âmbito do seu curso e ao abrigo do Marie Sklodowska-Curie Fellowship Programme da Agência Internacional de Energia Atómica.

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Ciências ULisboa prepara-se para concluir a última fase da requalificação das condutas de distribuição de água aos seus edifícios. Este projeto da responsabilidade do Laboratório Vivo para a Sustentabilidade irá contribuir para a diminuição da pegada ambiental da Faculdade e deverá possibilitar uma poupança significativa das despesas de funcionamento associadas ao consumo de água potável.

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A 26.ª edição dos Prémios da Associação Portuguesa de Museologia galardoou “Hortas de Lisboa. Da Idade Média ao século XXI” com o Prémio Exposição Temporária e “Almada Negreiros e o Mosteiro da Batalha – quinze pinturas primitivas num retábulo imaginado” com uma Menção Honrosa do Prémio Investigação.

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Uma equipa liderada por João Faria, antigo aluno da licenciatura de Física da Faculdade e investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, detetou um novo planeta à volta da estrela mais próxima do Sol – Proxima Centauri, anunciou o Instituto, na quinta-feira passada, dia 10 de fevereiro.

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