Living without oxygen in the EMBO Journal
Oeiras, 30/11/06
A group of four young researchers from ITQB - Maria Luísa Rodrigues, Tânia F. Oliveira, Inês A. Cardoso Pereira and Margarida Archer - was able to determine the 3D molecular structure of a membrane-bound enzyme complex (citocrome c nitrite reductase) from the respiratory chain of Desulfovibrio vulgaris.
This anaerobic microorganism, used as a model for bioremediation studies, is able to use inorganic compounds instead of oxygen as electron acceptors. The study conducted at ITQB represents a major breakthrough because membrane proteins structures are extremely difficult to obtain (from more than 40.000 structures deposited at PDB only about 200 are membrane proteins) and this is the first structure of a membrane protein determined in Portugal. The paper will be published in the EMBO Journal within two weeks but the online edition is available here.
Viver sem oxigénio
Primeira estrutura portuguesa de proteína membranar mostra como bactérias respiram compostos inorgânicos
Um grupo de quatro jovens investigadoras do ITQB determinou pela primeira vez em Portugal a estrutura tridimensional de uma proteína ligada à membrana celular. Trata-se da citocromo c nitrito reductase, um complexo proteico que permite a microrganismos anaeróbios respirarem compostos inorgânicos em vez de oxigénio. A descoberta é anunciada hoje, 30 de Novembro, na edição online da revista EMBO Journal.
Neste momento conhecem-se cerca de 40 mil estruturas proteicas das quais apenas 200 são membranares, isto apesar da sua importância em muitos processos de que a respiração é apenas um exemplo. A dificuldade surge porque a técnica de cristalografia de raio-X que se utiliza para conhecer a estrutura das moléculas requer a purificação e a cristalização da proteína, o que se torna muito mais difícil se esta estiver agarrada a uma membrana.
Os microrganismos anaeróbios estão presentes em todos os habitats onde o oxigénio não chega, incluindo o intestino humano, e têm por isso que recorrer a outras alternativas para respirar. A estrutura agora revelada mostra como funciona o complexo membranar citocromo c nitrito reductase na cadeia respiratória de bactérias que utilizam o nitrito. Este passo permite não só a vida na ausência do oxigénio mas desempenha também um importante papel no ciclo global do azoto, convertendo o azoto inorgânico numa forma utilizável por outros organismos.
A proteína utilizada pelas investigadoras foi isolada da bactéria Desulfovibrio vulgaris, que é um dos principais organismos modelo em estudos de bioremediação. Para a aplicação prática deste processo, que explora a actividade biológica de microrganismos na descontaminação de solos ou ambientes aquáticos poluídos com elementos radioactivos, metais pesados ou compostos clorados, torna-se necessária a compreensão detalhada dos seus mecanismos respiratórios e este é sem dúvida um passo importante nesse sentido.
The EMBO Journal (2006) 25, 5951-5960 DOI 10.1038/sj.emboj.7601439
Maria Luisa Rodrigues, Tânia F Oliveira, Inês A C Pereira, Margarida Archer
