Capivaras possuem ‘interruptor’ molecular que controla a digestão de carboidratos

Além de fofas, as capivaras têm um microbiota intestinal curiosa. Por serem herbívoras, elas contam com a ajuda de bactérias e outros microrganismos no intestino para obter energia a partir de vegetais. Pesquisadores do CNPEM (Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais) vêm estudando esses bichos há alguns anos – e recentemente identificaram uma enzima que funciona como um “interruptor molecular”, capaz de “ligar” e “desligar” sua própria atividade.

As enzimas são catalisadores biológicos que aceleram as reações químicas em organismos vivos. O artigo publicado no periódico Nature Communications no último dia 5 revela um mecanismo de ação novo, que abre caminho para avanços científicos em áreas como biotecnologia e saúde.

A microbiota intestinal é o conjunto de microrganismos que habitam o intestino dos seres vivos. Ali, a enzima CapGH2g, como foi chamada, é capaz de controlar a digestão de carboidratos. Isso acontece porque ela se ajusta às condições químicas do ambiente. 

Em situações de estresse oxidativo – ou seja, quando há muitos radicais livres no organismo, que danificam as células –, a enzima CapGH2g desorganiza sua própria estrutura e interrompe a atividade digestiva. Depois, quando o corpo deu conta de neutralizar esses radicais, a enzima volta à forma original e retoma a digestão dos carboidratos.

Para que a mudança de estrutura ocorra,  uma ligação química temporária se forma dentro da CapGH2g. De maneira reversível, a enzima passa de um estado ativo para um inativo, controlando a atividade da microbiota intestinal das capivaras. É como se a enzima tivesse um sensor que responde ao ambiente – imagine um interruptor que acende ou apaga as luzes quando você entra e sai de casa.

A descoberta possibilita o desenvolvimento de moléculas com atividades que respondem ao ambiente, que podem ser aplicadas em biorrefinarias, prebióticos, biossensores e outras áreas de tecnologia, saúde e meio ambiente.

“Em biorrefinarias, a CapGH2b pode ajudar a converter de carboidratos complexos de plantas em açúcares menores. Esse é um passo essencial para o aproveitamento da biomassa vegetal”, diz Marcele Martins, bióloga e principal autora do artigo.

“Já na produção de prebióticos, a enzima pode ser utilizada para obtenção de oligossacarídeos ricos em manose, associados à promoção da saúde intestinal. O mecanismo identificado nas capivaras permite que a enzima tolere condições oxidantes que normalmente levariam à desestruturação e inativação de outras enzimas.”, explica a pesquisadora.

Para conhecer os detalhes da estrutura da enzima, os pesquisadores usaram a linha Manacá do acelerador de partículas Sirius, o maior do Brasil. Grosso modo, essa linha do acelerador funciona como um super microscópio, que permite olhar as macromoléculas de perto.

Agora, a pesquisa segue a todo vapor para entender como explorar o CapGH2b e identificar novas enzimas com funcionamento semelhante.