Novas descobertas sobre a estrutura hídrica dos proteínos: Pesquisadores visualizam arquitetura hídrica oculta que pode influenciar a função biológica.

Por décadas, os cientistas têm entendido as proteínas principalmente por meio de suas sequências de aminoácidos e estruturas tridimensionais. Essa abordagem tem levado a avanços significativos em biologia, biotecnologia e medicina, incluindo ferramentas de inteligência artificial que preveem estruturas protéicas com grande precisão.

No entanto, ainda há desafios significativos: mesmo quando a sequência e a estrutura de uma proteína são conhecidas, prever sua função, interações e comportamento permanece difícil. Um estudo recente publicado na Nature Communications apresenta evidências de que parte dessa informação pode estar na organização da água ao redor das proteínas.

A equipe de pesquisa, composta por cientistas de países como Japão, Finlândia, Itália e Estados Unidos, usou microscopia tridimensional avançada de força atômica para visualizar pela primeira vez a arquitetura hídrica ao redor de agregados de peptídeos em resolução subnanométrica.

Os resultados mostram que a água próxima às superfícies de peptídeos e proteínas não é apenas um solvente passivo, mas forma estruturas altamente organizadas e multilaminadas que dependem da sequência de aminoácidos subjacente e da química da superfície. Essas arquiteturas hídricas se estendem múltiplas camadas da superfície do peptídeo e contêm sinais estruturais distintos associados a aminoácidos hidrofóbicos, polares, aromáticos e carregados.

Os pesquisadores propõem que essas arquiteturas hídricas não são apenas consequências da presença da proteína, mas integram-se como parte fundamental da identidade e função da proteína. Isso levou-os a introduzir um novo conceito: a superestrutura protéica, definida como a proteína junto com sua arquitetura hídrica altamente organizada.

"Nossos achados sugerem que as proteínas não podem ser completamente compreendidas apenas por sua sequência e estrutura," afirmou o professor Mehmet Sarikaya da Universidade do Washington. "A arquitetura hídrica altamente específica organizada pela proteína parece ser parte de sua identidade funcional. Definimos esta entidade integrada proteína-hidrogênio como a superestrutura protéica."