Técnica para "domesticar" elétrons

Correio Braziliense

postado em 27/01/2020 04:34

Os elétrons alimentam a produção de combustível e remédios. O movimento dessa partícula está por trás da fotossíntese, a principal fonte de alimento e combustão dos seres vivos, além de ser a própria definição de corrente elétrica. Domá-los, porém, tem se mostrado uma tarefa muito difícil.

Agora, cientistas do Laboratório de Pesquisas de Plantas da Universidade Estadual de Michigan, nos Estados Unidos, relatam um novo sistema sintético que pode orientar a transferência de elétrons por longas distâncias. Ele é composto por dois componentes extraídos da natureza: uma proteína das bactérias e uma molécula encontrada no sangue. O truque para “domesticar” os elétrons, segundo os pesquisadores, é dividir suas jornadas em pequenas paradas, mais fáceis de gerenciar. As partículas carregadas pulam entre elas à medida que são orientadas para algum destino final.

Um desses pit stops naturais é o heme, uma molécula que contém ferro. É o que dá cor ao sangue e, além do plasma, é encontrado em muitas moléculas biológicas. Por isso, pode se associar a diversos tipos de proteínas. No estudo, foi usada a BMC-H, existente nas bactérias, para construir os pit stops artificiais de elétrons.

A equipe identificou quatro locais possíveis nos quais o heme pode se encaixar. Especificamente, a região helicoidal alfa foi a área hospedeira mais promissora. “Não tivemos que modificar muito a proteína BMC-H”, conta Jingcheng Huang, um dos autores do estudo. “Com apenas três substituições de aminoácidos, podemos obter uma ligação forte do heme. Como a modificação é mínima, a forma e as funções da proteína permanecem intactas.”

Nanofios

Os cientistas conseguiram produzir essas estruturas maiores com hemes anexados a elas. “Queremos otimizar esse sistema em um nanofio funcional”, conta Huang. “Isso poderia canalizar elétrons para alimentar a produção de novos medicamentos, biocombustíveis ou dispositivos eletrônicos feitos de material biológico. As possibilidades são infinitas”, diz.

“A parte empolgante é que brincamos com o que a natureza já descobriu: pegamos uma proteína que se monta em grandes estruturas, mas não liga hemes e o funcionalizamos para que as hospede”, explica o cientista. “Caso contrário, se tivéssemos criado um sistema do zero, teríamos acrescentado camadas extras de dificuldade. Essa é a essência da biologia sintética: pegar ingredientes naturais e reconfigurá-los de novas maneiras.”

"Isso poderia canalizar elétrons para alimentar a produção de novos medicamentos, biocombustíveis ou dispositivos eletrônicos feitos de material biológico. As possibilidades são infinitas”

Jingcheng Huang, pesquisador da  Universidade Estadual de Michigan