A quantidade de sal e água em nossas células e seu pH são estritamente controlados para a sobrevivência das células. Para manter o equilíbrio necessário, proteínas especiais desempenham o papel essencial de trocar prótons (íons de hidrogênio, ou H+) por íons de sódio (Na+) ou lítio (Li+) através das membranas celulares. Essas proteínas são chamadas de trocadores de prótons de sódio (trocadores de Na+/H+, ou NHEs).
Encontrados em todas as células, os NHEs regulam fortemente o pH, os níveis de sódio e o volume das células, movendo Na+ para dentro da célula em troca de H+. Os cientistas descobriram que, quando essas proteínas não funcionam adequadamente, podem levar a doenças como câncer, diabetes, insuficiência cardíaca e hipertensão.
Um NHE digno de nota é o NHA2, uma proteína encontrada na membrana das células renais que controlam a pressão arterial e as células beta que controlam os níveis de glicose no sangue produzindo, armazenando e liberando insulina. O NHA2, que absorve sal, foi recentemente identificado como o trocador de prótons de sódio há muito procurado ligado à hipertensão e diabetes em humanos. No entanto, apesar de sua importância, os cientistas sabiam muito pouco sobre sua estrutura e como funciona.
Pesquisadores apoiados pelo projeto EXCHANGE, financiado pela UE, determinaram como é o NHA2 e como ele se adapta à membrana. A nova visão obtida sobre esse mecanismo biológico fundamental pode levar ao desenvolvimento de novos medicamentos contra as duas doenças mencionadas anteriormente. As descobertas dos cientistas são descritas em um artigo publicado na revista Nature Structural & Molecular Biology.
Para obter seus resultados, a equipe de pesquisa combinou eletrofisiologia, bioquímica, simulações de dinâmica molecular, espectroscopia de massa nativa e microscopia eletrônica criogênica. Conforme relatado em uma notícia publicada no site do coordenador do projeto EXCHANGE da Universidade de Estocolmo, Suécia, isso levou à descoberta da estrutura do NHA2. Também permitiu que os pesquisadores identificassem como a proteína se reorganiza quando um lipídio específico está presente, a fim de se tornar mais ativo.
Uma hélice extra
A NHA2 consiste em 14 segmentos transmembranares, em vez dos 13 segmentos observados anteriormente em NHEs de mamíferos e bactérias relacionadas. “A hélice N-terminal adicional em NHA2 forma uma interface homodímera única com uma grande lacuna intracelular entre os protômeros, que se fecha na presença de lipídios de fosfoinositol”, escrevem os autores no estudo. Eles então sugerem que a hélice N-terminal extra serve como um interruptor de remodelação mediado por lipídios que regula a atividade de NHA2. “Essas descobertas revelam uma adaptação única de um transportador de sal a um ambiente de membrana com importantes ramificações fisiológicas”, explica a notícia.
Publicado em 31/05/2022 08h52
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