Um estudo recentemente publicado pela RPTU Kaiserslautern-Landau revela que um único aglomerado de ferro-enxofre é crítico para a montagem adequada do ribossomo dentro das células. Esta descoberta avança significativamente a nossa compreensão do papel dos íons metálicos na produção de proteínas e na função celular. As descobertas, publicadas no Proceedings of the National Academy of Sciences, demonstram que a interrupção deste agrupamento prejudica diretamente a função do ribossomo, interrompendo a síntese proteica.
Ribossomos e o papel dos íons metálicos
Os ribossomos são a maquinaria celular responsável pela criação de proteínas, os cavalos de batalha da vida. Os íons metálicos, particularmente o ferro, desempenham papéis vitais em numerosos processos biológicos, incluindo a produção de energia e o reparo do DNA. Pesquisadores da RPTU identificaram agora que um aglomerado específico de ferro-enxofre é essencial para a própria montagem do ribossomo.
A proteína Mak16 e seu aglomerado de ferro-enxofre
O estudo concentrou-se na proteína Mak16, um componente chave na produção de ribossomos. Os pesquisadores descobriram que Mak16 é estável e funciona corretamente apenas quando contém o aglomerado de ferro-enxofre [4Fe-4S] – uma estrutura que consiste em quatro átomos de ferro e quatro átomos de enxofre dispostos em um padrão cúbico. Sem esse agrupamento, a produção de ribossomos é totalmente interrompida.
Como funciona o cluster
Mak16 contém uma bolsa projetada para manter o cluster [4Fe-4S] no lugar, estabilizado por quatro aminoácidos cisteína. A equipe de pesquisa criou versões modificadas do Mak16 – uma com o cluster intacto e outra sem – para demonstrar a importância do cluster. Usando uma técnica chamada imunoprecipitação, eles mostraram que apenas a versão intacta poderia se ligar de forma confiável à sua proteína parceira, a Rpf1.
Consequências da ausência do cluster
Quando o cluster está faltando, os ribossomos não conseguem se montar adequadamente. Experimentos com células de levedura confirmaram que a produção de rRNA e a maturação do ribossomo dependem diretamente da presença do cluster [4Fe-4S] em Mak16.
Validando a identidade do cluster
Os pesquisadores usaram técnicas espectroscópicas avançadas para confirmar a composição do aglomerado. A espectroscopia de ressonância de spin eletrônico (EPR) revelou a presença de íons de ferro, enquanto a espectroscopia de Mössbauer analisou com precisão como os átomos de ferro estão ligados à estrutura da proteína.
Sensibilidade de cluster e estresse celular
O cluster [4Fe-4S] é altamente sensível ao estresse oxidativo. Se se desintegrar, a produção de ribossomos será interrompida. Isto sugere que o cluster também atua como um sensor, sinalizando para a célula quando a produção de proteínas precisa ser reduzida.
Implicações para a biologia celular
Esta descoberta expande a nossa compreensão de como as células controlam a produção de proteínas e respondem ao stress. Interrupções nesses processos podem levar a problemas na síntese protéica ou na função celular. A pesquisa destaca o papel crítico dos íons metálicos em processos celulares fundamentais
