Mecanismo molecular pode intensificar compasso magnético natural

Um grupo de pesquisadores liderado pelo professor Yasuhiro Kobori da Universidade de Kobe, em colaboração com instituições como a Universidade de Toho, Universidade de Saitama, Instituto Tecnológico de Nagoya e Universidade de Freiburg, descobriu um possível mecanismo molecular que pode fortalecer a resposta ao campo magnético em criptocromes, proteínas sensíveis à luz azul envolvidas na detecção magnética.

Como os organismos vivos percebem o campo magnético da Terra

Acredita-se que aves migratórias e outros organismos utilizem o campo magnético da Terra para orientação. Os criptocromes contêm flavin adenine dinucleotide (FAD), que absorve luz azul e inicia uma sequência de transferência de elétrons a partir de resíduos de triptofano. Os pares de radicais resultantes têm dois elétrons soltos cujas dinâmicas singlet-triplet podem depender do campo magnético externo.

Rastreamento da movimentação molecular e dinâmica de spin

A equipe examinou criptocromes de Xenopus laevis usando espectroscopia paramagnética eletrônica (EPR) temporizada após excitação por laser pulsado, em temperaturas variando de -153°C a -33°C. Simulações quânticas incorporaram a seleção de spin induzida pela chiralidade (CISS), acoplamento de troca, acoplamento dipolar elétron-elétron e interações hiperfinas.

Os espectros apoiaram uma reorganização estrutural envolvendo a rotação chiral do triptofano oxidado WB(H)+ no segundo estado de separação de carga, FAD•−···WB(H)+, com uma contribuição estimada de 8% de CISS. Uma contribuição menor, no máximo 6%, foi inferida para o estado mais longo FAD•−···WC(H)+. Os achados sugerem a transferência da coerença de spin gerada durante a etapa anterior de separação de carga para o par de radicais terminais.