Vício açucarado

23/07/2007

Agência FAPESP – Quando a nicotina se liga a um neurônio, como a célula consegue enviar o sinal que anuncia a presença da substância e dispara a sensação de prazer? Graças ao açúcar, de acordo com um estudo realizado por pesquisadores norte-americanos.

O grupo, da Universidade do Sul da Califórnia (USC), propõe que o açúcar seria o responsável por abrir a passagem na membrana da célula e por anunciar a chegada da nicotina. Os resultados da pesquisa serão publicados na edição on-line da revista Nature Neuroscience.

Para o biólogo estrutural Raymond Stevens, do Instituto de Pesquisa Scripps, o estudo é “um marco nos campos de biologia estrutural e comunicação neural”. Além da dependência de nicotina, Stevens destaca que a pesquisa pode indicar alvos para o desenvolvimento de fármacos relacionados ao tratamento de epilepsia, esquizofrenia e depressão.

Utilizando camundongos como modelo, o estudo fornece o primeiro olhar detalhado sobre parte do receptor de acetilcolina nicotínica (nAChR): uma das moléculas de um grande e importante grupo conhecido como proteínas de canal iônico, que permite a passagem de sinais entre neurônios.

Os resultados revelam que as moléculas de açúcar têm um papel importante na atividade dessas proteínas. “Nossos estudos preenchem uma lacuna importante na área e estabelecem um novo paradigma”, disse Lin Chen, professor associado de biologia molecular e computacional da USC.

“Várias teorias correntes, que não consideram o papel do açúcar, estão provavelmente incompletas”, disse Chen. O debate sobre como os sinais passam do exterior de uma célula para seu interior se estende há tempos, sem solução.

De acordo com Chen, alguns pesquisadores sugeriam que quando um composto químico, como a nicotina, liga-se a uma proteína de canal iônico na superfície de uma célula, a proteína inicia uma “onda conformacional” que propaga um sinal pelo corpo da proteína em direção à membrana celular.

Mas a base molecular de tal onda, em um nAChR ou em qualquer outra proteína, não foi claramente estabelecida. Em vez disso, o estudo feito pelo grupo de Chen sobre a estrutura cristalina sugere que as moléculas de açúcar que aderem à superfície do receptor têm um papel mecânico.

“Elas servem como ligação entre o local de adesão do neurotransmissor e a região da membrana em que está a abertura de entrada”, disse Chen. “O açúcar funciona como se fosse um ‘porteiro’, que deixa a passagem aberta ou fechada.”

Ao cortar as cadeias de açúcar, a operação do portão cessou, de acordo com Chen. “O açúcar é fundamental”, afirmou. Os pesquisadores também encontraram uma molécula de água no interior do receptor – o que é significativo, porque as proteínas normalmente são preenchidas com matéria hidrofóbica (repelente da água), que ajuda a estrutura a manter sua forma.

Segundo Chen, a molécula de água pode ativar o receptor para alterar seu formato e contrabalançar a deformação ocasionada pela abertura e fechamento da entrada na membrana.

Estudos anteriores sobre homólogos do nAChR – proteínas que compartilham sua estrutura, mas não sua função de comunicação – mostram que eles são completamente hidrofóbicos. De acordo com Chen, isso apóia a teoria de que a molécula de água tem um papel funcional.

O artigo Crystal structure of the extracellular domain of nAChRa1 bound to alpha-bungarotoxin at 1.94Å resolution, de Lin Chen e outros, pode ser lido por assinantes da Nature Neuroscience em www.nature.com/neuro.