Uma nova pesquisa liderada pela professora Silke Leimkühler, da Universidade de Potsdam, revelou novos insights sobre como o RNA de transferência (tRNA) é modificado nas células. E. coli (E. coli), concentrando-se em uma enzima chave chamada MnMA. Resultados de pesquisa publicados em revista Matéria inorgânicadesafiando crenças anteriores sobre o papel dos aglomerados de ferro-enxofre neste processo, mostrando que a enzima MnMA só funciona na ausência desses aglomerados. Esta descoberta é um passo importante para a compreensão dos processos moleculares por trás das modificações do tRNA e ajuda a explicar por que estes processos diferem entre as espécies.
Os pesquisadores exploraram como o MnMA ajuda a adicionar enxofre a partes específicas do tRNA, um processo crítico para que a molécula traduza corretamente a informação genética em proteínas. Modificações de enxofre em certas posições do tRNA garantem a correspondência correta do código genético e ajudam a manter a estabilidade da molécula. As primeiras pesquisas sugeriram que o MnMA pode contar com aglomerados de ferro-enxofre para esta modificação, mas isso é verdade? em E. coli Não tenho certeza. Em outras espécies, archaea termofílicas, enzimas semelhantes requerem aglomerados de ferro-enxofre, mas não é certo se isso se aplica a E. coli Enzima MnMA.
Os cientistas conduziram experimentos detalhados para esclarecer isso. Eles purificaram o MnMA de E. coli sob condições aeróbicas e anaeróbicas e tentaram adicionar aglomerados de ferro-enxofre à enzima. Eles descobriram que, embora o MnMA possa se ligar ao aglomerado de ferro-enxofre, o aglomerado na verdade impede que a enzima funcione corretamente. O fato de MnMA funcionar melhor sem aglomerados mostra claramente que esta enzima não necessita de aglomerados de ferro-enxofre para funcionar em E. coli. “Nosso estudo demonstra que o MnMA não requer aglomerados de ferro-enxofre para operar E. coli”, O professor Leimkühler enfatiza a importância das descobertas.
Os cientistas também purificaram a enzima MnMA com e sem aglomerados de ferro-enxofre e testaram sua capacidade de adicionar enxofre ao tRNA em condições de laboratório. Para fazer isso, eles usaram tRNA de uma cepa especial de E. coli Aglomerados de ferro-enxofre não podem se formar sozinhos. Os resultados foram claros: apenas enzimas MnMA sem aglomerados de ferro-enxofre poderiam realizar a transferência de enxofre. A enzima não funcionou quando os aglomerados estavam presentes, confirmando que os aglomerados realmente bloquearam o processo de modificação.
O estudo também descobriu que o MnMA só pode se ligar ao tRNA de sua própria espécie, e essa capacidade não é afetada pelo fato de possuir aglomerados de ferro-enxofre. Este comportamento específico da espécie poderia explicar por que enzimas semelhantes em outros organismos requerem condições diferentes para funcionar.
Esses pesquisadores acreditam que as descobertas têm implicações mais amplas do que apenas compreender como E. coli trabalhar. Modificações como a estudada são críticas para o processo de produção de proteínas. Quando algo dá errado nesse processo, pode causar problemas como doenças. Nos seres humanos, por exemplo, defeitos em vias semelhantes estão associados a condições de saúde como diabetes e certas doenças mitocondriais. Este estudo ajuda a esclarecer este enigma, mostrando como as modificações do tRNA funcionam na ausência de aglomerados de ferro-enxofre nas bactérias, abrindo caminho para futuras pesquisas para entender como esses processos podem diferir em outras espécies ou sob diferentes condições ambientais. Em particular, a sensibilidade ao oxigênio pode fornecer um meio regulatório para garantir que o MnMA funcione principalmente sob condições de estresse de oxigênio, quando a tiolação do tRNA pode ser mais importante para garantir a decifração precisa do código genético, proporcionando assim potencialmente um mecanismo regulador de “troca de oxigênio”.
O trabalho da equipe mostrou que o MnMA em E. coli funciona bem sem aglomerados de ferro-enxofre, o que na verdade prejudica sua atividade. Esta descoberta ajuda a resolver o debate na comunidade científica e fornece uma compreensão mais clara dos mecanismos moleculares por trás das modificações do tRNA bacteriano. Esses insights podem orientar pesquisas futuras sobre como processos semelhantes funcionam em outras espécies e como essas modificações afetam processos biológicos maiores envolvidos na síntese de proteínas.
Referência do diário
Ogunkola, M., Wolff, L., Blue, EA, Duffus, BR, & Leimkühler, S. (2024). “E. coli MnMA Matéria inorgânica12(3), 67.DOI: https://doi.org/10.3390/inorganics12030067
