Prêmio Nobel de Química – 2018

Henrique
By Henrique outubro 3, 2018 09:58

Prêmio Nobel de Química – 2018

O prêmio Nobel de Química de 2018 foi concedido:

  • Metade para Frances H. Arnold do California Institute of Thechnolgy, Pasadena, USA pela “Evolução direcionada de Enzimas”,
  • E a outra metade, conjuntamente, para George P. Smith (University of Missouri, Columbia, USA) e Sir Gregory P. Winter (MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, UK) pelo phage display de peptídeos e enzimas.

Os pesquisadores utilizaram a evolução para produzir enzimas que podem fabricar biocombustíveis ou produtos farmacêuticos, bem como anticorpos que podem combater doenças autoimunes ou câncer.

Frances H. Arnold conduziu a primeira evolução dirigida de enzimas em 1993. Ela tentou mudar a enzima subtilisina para catalisar reações químicas em um solvente orgânico em vez de água. Ela criou mutações no código genético da enzima e depois usou bactérias para produzir milhares de diferentes variantes de subtilisina. Ela então selecionou a variante da subtilisina que foi mais eficaz em um solvente orgânico. Essa variante foi submetida a mutações novamente, e após várias “gerações”, uma enzima útil para o propósito desejado foi criada. Tais métodos, que dependem da evolução, em vez do design humano “racional”, são agora rotineiramente usados para desenvolver novos catalisadores.

George Smith desenvolveu um método conhecido como “phage display” em 1985. A abordagem usa um bacteriófago – um vírus que infecta bactérias. Os bacteriófagos se reproduzem injetando seu material genético em bactérias e “sequestrando” o metabolismo. As bactérias então produzem novas cópias das proteínas que formam a cápsula de phage e o material genético do phage, que é armazenado nesta cápsula. A ideia de Smith era que os phages poderiam ser usados para estudar genes cuja função era desconhecida. Tais fragmentos de genes podem ser colocados juntos com o gene para uma das proteínas na cápsula de phage. Quando novos phages eram produzidos, as proteínas do gene desconhecido acabavam na superfície. Os anticorpos poderiam então ser usados para encontrar proteínas conhecidas entre os produtos e descobrir a função do gene desconhecido.

Phage Display é uma técnica de clonagem utilizada em biologia molecular. Com o uso desta técnica, é possível selecionar e isolar vetores de clonagem gerados a partir de bibliotecas genômicas, juntamente com seu produto gênico (peptídeo). Por meio da utilização de fagomídeos ou fagos infecciosos filamentosos, esta técnica permite o rastreamento dos clones devido a ligação do fenótipo (o peptídeo de interesse) com o genótipo (o vetor de clonagem) que o expressou.

A partir de 1990, Gregory Winter usou o phage display para a evolução dirigida de anticorpos, com o objetivo de produzir novos fármacos. Anteriormente, anticorpos para aplicações farmacêuticas haviam sido produzidos em camundongos, o que limitava sua utilidade. Winter juntou a informação genética de um anticorpo ao gene de uma das proteínas da cápsula de phage. Isto levou ao sítio de ligação do anticorpo a acabar na superfície do phage. Ele construiu uma biblioteca de phages com bilhões de variedades de anticorpos em suas superfícies e selecionou aqueles que se ligam a certas proteínas-alvo. Ciclos de mutação e seleção levaram então à evolução de anticorpos úteis para a aplicação desejada. O phage display produziu anticorpos que podem neutralizar toxinas, neutralizar doenças autoimunes e curar alguns tipos de câncer metastático.

 

Henrique
By Henrique outubro 3, 2018 09:58

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