Muitos dos medicamentos mais avan\u00e7ados de hoje, como os anticorpos usados para tratar c\u00e2ncer e doen\u00e7as autoimunes, dependem de um detalhe microsc\u00f3pico que a maioria de n\u00f3s associa apenas \u00e0 sobremesa: o a\u00e7\u00facar. Na biologia, esses a\u00e7\u00facares n\u00e3o s\u00e3o apenas fonte de energia; eles funcionam como etiquetas que determinam para onde a prote\u00edna vai, como ela se comporta e at\u00e9 mesmo se o sistema imunol\u00f3gico a reconhecer\u00e1 como amiga ou inimiga, tudo isso a partir de um processo fundamental chamado glicosila\u00e7\u00e3o. Hoje, vamos explorar como essa decora\u00e7\u00e3o a\u00e7ucarada transforma completamente o destino e a fun\u00e7\u00e3o das prote\u00ednas na c\u00e9lula e na biomanufatura.<\/p>\n\n\n\n
Como dito acima, a glicosila\u00e7\u00e3o <\/strong>\u00e9 um processo qu\u00edmico mediado por uma enzima que acopla uma mol\u00e9cula de a\u00e7\u00facar (tamb\u00e9m chamada de sacar\u00eddeo ou carboidrato) a uma prote\u00edna. Existem diversos tipos de a\u00e7\u00facares, como a glicose, galactose e frutose. Assim como os amino\u00e1cidos s\u00e3o combinados para formar as prote\u00ednas e os nucleot\u00eddeos (lembrando: as pequenas \u201cletrinhas\u201d do DNA) para formar o genoma, esses pequenos a\u00e7\u00facares podem ser combinados para formar estruturas maiores e at\u00e9 mais complexas. A lactose \u00e9 um exemplo dessa combina\u00e7\u00e3o, formada por uma unidade de galactose e outra de glicose. O a\u00e7\u00facar de mesa, ou sacarose, \u00e9 outro exemplo, formado por uma unidade de glicose e outra de frutose.<\/p>\n\n\n\n Uma prote\u00edna glicosilada \u00e9 chamada de glicoprote\u00edna, <\/strong>sendo que 70% das nossas prote\u00ednas s\u00e3o glicoprote\u00ednas. A glicosila\u00e7\u00e3o \u00e9 uma das muitas etapas chamadas de p\u00f3s-traducionais, isto \u00e9, ap\u00f3s uma prote\u00edna ser traduzida a partir de um RNA mensageiro. Pense nas prote\u00ednas rec\u00e9m-produzidas como carros saindo da linha de montagem. Antes de irem para a rua, eles precisam de pintura, de placas e de ajustes finais. Na c\u00e9lula, esses ‘ajustes finais’ s\u00e3o chamados de modifica\u00e7\u00f5es p\u00f3s-traducionais.<\/p>\n\n\n\n Existem diversos tipos de modifica\u00e7\u00f5es p\u00f3s-traducionais, cada uma com sua peculiaridade, adicionando pequenas mol\u00e9culas \u00e0 prote\u00edna, a fim de indicar para ela onde deve ficar, como desempenhar corretamente sua fun\u00e7\u00e3o ou mesmo a forma que ele deve manter. A glicosila\u00e7\u00e3o \u00e9 uma das modifica\u00e7\u00f5es mais importantes: \u00e9 o momento em que mol\u00e9culas de a\u00e7\u00facar s\u00e3o estrategicamente ‘coladas’ \u00e0 prote\u00edna e podem definir como ela vai funcionar.<\/p>\n\n\n\n Al\u00e9m de servir para sinalizar a prote\u00edna e ajudar a manter sua forma, a glicosila\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m contribui para a estabilidade da prote\u00edna. Como vimos no \u00faltimo texto sobre proteases<\/a>, essas enzimas reconhecem partes espec\u00edficas de prote\u00ednas para serem cortadas e degradadas. Entretanto, quando uma prote\u00edna \u00e9 glicosilada, isso dificulta o ataque das proteases no ponto em que o a\u00e7\u00facar foi adicionado, prolongando a sua atua\u00e7\u00e3o na c\u00e9lula.<\/p>\n\n\n\n Ao longo da nossa s\u00e9rie de textos, j\u00e1 comentamos diversas vezes como as prote\u00ednas s\u00e3o as grandes atrizes na realiza\u00e7\u00e3o de processos e fun\u00e7\u00f5es biol\u00f3gicas dentro e fora das c\u00e9lulas. Nesse sentido, a glicosila\u00e7\u00e3o tem um m\u00e9rito maior ainda, pois \u00e9 uma das principais formas de indicar como e onde as prote\u00ednas v\u00e3o atuar.<\/p>\n\n\n\n Para que uma prote\u00edna funcione, ela precisa se dobrar em um formato 3D perfeito. Imagine uma longa linha de blocos de Lego flex\u00edveis que precisa se encaixar em uma escultura espec\u00edfica. Entretanto, em muitos casos, esse dobramento ocorre de forma incorreta, e a prote\u00edna acaba perdendo sua estrutura e fun\u00e7\u00e3o, inclusive podendo causar doen\u00e7as, como o Alzheimer. Uma das formas de auxiliar nesse processo \u00e9 a glicosila\u00e7\u00e3o, que ajuda a estabilizar a estrutura da prote\u00edna e a fazer com que ela se dobre corretamente. Para al\u00e9m disso, a glicosila\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m serve para indicar \u00e0 c\u00e9lula qual prote\u00edna foi rec\u00e9m-produzida e deve passar por um \u201ccontrole de qualidade\u201d, para verificar se ela est\u00e1 com algum problema ou dobrada da forma errada.<\/p>\n\n\n\n A glicosila\u00e7\u00e3o influencia tamb\u00e9m uma s\u00e9rie de outras fun\u00e7\u00f5es biol\u00f3gicas, como a ades\u00e3o e migra\u00e7\u00e3o celular, facilitando com que c\u00e9lulas se liguem entre si de forma mais coesa, ou que interajam com mais facilidade com o ambiente para se mover; a evas\u00e3o imunol\u00f3gica, em que microrganismos e c\u00e9lulas cancer\u00edgenas conseguem escapar do sistema imune ao apresentar glicoprote\u00ednas \u00e0s c\u00e9lulas de defesa (fingindo ser c\u00e9lulas saud\u00e1veis); sinaliza\u00e7\u00e3o celular, permitindo uma comunica\u00e7\u00e3o mais refinada e exata, tanto dentro da c\u00e9lula quanto entre c\u00e9lulas; e diversos outros processos.<\/p>\n\n\n\n Todos os animais, plantas, fungos e outros microrganismos eucariotos \u2014 e poucas exce\u00e7\u00f5es de bact\u00e9rias \u2014 realizam a glicosila\u00e7\u00e3o de prote\u00ednas em maior ou menor grau. Contudo, a forma como esse processo \u00e9 realizado e o tipo de a\u00e7\u00facar adicionado \u00e0 prote\u00edna variam de organismo para organismo. Uma mesma prote\u00edna em seres humanos e fungos pode ter o seu \u201cesqueleto\u201d (isto \u00e9, o conjunto de amino\u00e1cidos) igual, mas uma cobertura de a\u00e7\u00facares diferente. <\/p>\n\n\n\n Nesse sentido, quando estamos falando de prote\u00ednas humanas produzidas por microrganismos para uso comercial, como um medicamento, isso \u00e9 extremamente <\/strong>importante. Vamos considerar o caso de um anticorpo produzido para pessoas com doen\u00e7as autoimunes. Muitas vezes, bact\u00e9rias s\u00e3o usadas como \u201cf\u00e1bricas vivas\u201d para produzir medicamentos. O problema disso \u00e9 que bact\u00e9rias n\u00e3o sabem fazer glicosila\u00e7\u00e3o. Um anticorpo produzido por uma bact\u00e9ria viria sem \u201cas etiquetas de a\u00e7\u00facar\u201d, o que o tornaria in\u00fatil e at\u00e9 perigoso, podendo causar rea\u00e7\u00f5es al\u00e9rgicas. A solu\u00e7\u00e3o pode estar nos fungos. Diferente das bact\u00e9rias, os fungos sabem adicionar a\u00e7\u00facares \u00e0s prote\u00ednas, tornando-os excelentes candidatos para produzir esses medicamentos complexos.<\/p>\n\n\n\n Todavia, a grande barreira continua sendo a forma como as prote\u00ednas de fungos s\u00e3o glicosiladas, visto que esses organismos n\u00e3o o fazem da mesma forma que n\u00f3s, al\u00e9m de utilizarem diferentes conjuntos de a\u00e7\u00facares complexos. No caso de bioprodutos utilizados como medicamentos (como \u00e9 o caso de anticorpos), n\u00e3o basta somente inserir o gene de uma prote\u00edna de interesse no genoma do fungo, mandar que ela seja produzida, secretada e, ent\u00e3o, \u201cfiltr\u00e1-la\u201d a partir de um biorreator. \u00c9 necess\u00e1rio entender que existe toda uma camada de mudan\u00e7as que precisam acontecer antes mesmo da prote\u00edna ser secretada – em sua forma final e com todas as suas modifica\u00e7\u00f5es – para que essa possa realizar a sua fun\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n Em resumo, a ‘decora\u00e7\u00e3o a\u00e7ucarada’ das prote\u00ednas \u00e9 muito mais do que um detalhe: \u00e9 o que define o sucesso ou o fracasso de muitas terapias modernas. Dominar a glicosila\u00e7\u00e3o em organismos como os fungos filamentosos seria um passo importante para a biomanufatura \u2014 e \u00e9 exatamente esse desafio que pesquisadores do projeto BEYOND, no LEBIMO, est\u00e3o enfrentando hoje. Al\u00e9m disso, estamos chegando pr\u00f3ximo do fim da nossa s\u00e9rie sobre fungos e biomanufatura aqui no EMRC. No pr\u00f3ximo texto, iremos come\u00e7ar a falar das grandes aplica\u00e7\u00f5es dos fungos na biomanufatura, come\u00e7ando pelo seu enorme potencial na biodegrada\u00e7\u00e3o de pl\u00e1sticos, um assunto important\u00edssimo quando falamos na biorremedia\u00e7\u00e3o de ambientes polu\u00eddos.<\/p>\n\n\n\nPor que a glicosila\u00e7\u00e3o \u00e9 importante em processos biol\u00f3gicos?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Por que a glicosila\u00e7\u00e3o \u00e9 um processo importante para a ind\u00fastria?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n