Atualidades
Enzimas com controlo remoto
2018.11.23
A revista ACS Biomaterials Science & Engineering publicou recentemente, resultados sobre um método que melhora a atividade enzimática usando radiação por frequência de rádio.

Com este método, produz-se um complexo especial que consiste em enzimas e nanopartículas magnéticas que absorvem a emissão de rádio e convertem-na em calor, fazendo com que quadruplique a aceleração dos processos enzimáticos. Esta abordagem pode ser utilizada no controlo por rádio de sistemas bioquímicos e ajuste do metabolismo nos organismos vivos.



As enzimas são moléculas de natureza proteica, têm como função, catalisar as reações químicas e, a sua implicação e eficácia nas reações químicas depende de algumas condições. Apesar disso, investigadores da Universidade da Tecnologia da Informação, Mecânica e Ótica (do inglês, Information Technologies, Mechanics and Optics University – ITMO University) em São Petersburgo, na Rússia, mostraram que as reações químicas catalisadas pelas enzimas podem ser controladas remotamente através de métodos físicos, tais como, a utilização de um campo de radiofrequência.



Para a produção destas enzimas, os investigadores sintetizaram um complexo em que uma enzima é envolvida por uma estrutura rígida e porosa de nanopartículas magnéticas. A taxa de aceleração da reação enzimática aumenta devido à receção de energia adicional que provém das nanopartículas, ou seja, estas absorvem a emissão de rádio e aquecem, transmitindo deste modo, calor às enzimas.



Para além disso, conseguiram comprovar, com uma enzima modelo – anidrase carbónica (enzimas que contêm zinco e que catalisam a reação reversível entre o dióxido de carbono hidratado e o bicarbonato desidratado. São encontradas em todos os seres vivos e facilitam o transporte de dióxido de carbono (CO2) e protões da camada intracelular para a extracelular, através das membranas) - que, de facto, a velocidade de reação aumenta quatro vezes.



Segundo Andrey Drozdov, investigador do Laboratório SCAMT (do inglês, Solution Chemistry of Advanced Materials and Technologies) da Universidade ITMO, existem poucos estudos que explorem a manipulação de enzimas através das ondas de rádio. Estes investigadores, foram os primeiros a conseguirem aumentar a atividade de uma enzima não termoestável (estas enzimas alteram a sua conformação a altas temperaturas e deixam de funcionar), dado que a colocaram dentro da estrutura rígida das nano-partículas. Assim, a enzima é estabilizada a partir de rearranjos estruturais devido ao facto de, as nanopartículas restringirem mecanicamente a mobilidade da enzima.



O uso desta técnica é vantajoso porque, as ondas de rádio passam facilmente pelos tecidos e são inofensivas ao organismo. Com o uso de radiofrequência, consegue-se controlar a atividade das enzimas no organismo e ajustar o seu metabolismo celular. Num futuro próximo, os investigadores pretendem experimentar este método noutras enzimas, de modo a influenciarem a atividade vital das bactérias ou das células. Segundo a primeira autora do estudo, Yulia Andreeva, é necessário testar se as bactérias, ou mesmo as células se dividem com mais frequência ou se param de se dividir. Mais estudos serão necessários e irão ser realizados, de modo a testar esta nova técnica revolucionária.


https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-11/iu-sde112118.php
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