O que é proteômica?
Frequentemente, os interessados em biotecnologia e nas ciências biológicas, no geral, precisam se atualizar quanto aos métodos e às tecnologias de ponta presentes no meio e acabam se deparando com termos muito específicos e jargões internos, o que dificulta o entendimento. Por exemplo, “fazendo parte de uma área de estudo recente, a proteômica é o setor das ômicas que estuda o proteoma”. Essa seria uma explicação facilmente encontrada na internet e que carece de detalhes.
O objetivo deste texto é elucidar os conceitos mais básicos sobre a proteômica em específico. Para isso, é necessário começar pelas partes mais fundamentais.
A esmagadora maioria das funções fisiológicas são reguladas ou estruturadas por proteínas, sejam elas enzimas, proteínas de membrana, alimento, substrato ou produto de reações, alguns hormônios, etc. Além disso, as proteínas constituem marcadores de substâncias e doenças e alvos farmacológicos. Entender a forma e as interações entre essas proteínas é fundamental para entender os sistemas biológicos como um todo e desenvolver tecnologias inovadoras nas respectivas áreas de atuação.
A imagem mostra a via metabólica da glicólise, fundamental para a respiração humana. Cada transformação de uma substância a outra é catalisada por uma proteína diferente.
O proteoma constitui o conjunto de todas as proteínas que uma célula, tecido, órgão, sistema ou organismo expressa num determinado momento. Por consequência, os biotecnologistas tentam caracterizar o proteoma a fim de entender o funcionamento de um organismo ou de uma parte dele. No entanto, caracterizar quais proteínas são expressas em um dado momento não é o suficiente para entender como essas proteínas interagem. Para isso, a proteômica entra em cena.
A proteômica é dividida em uma série de etapas: extração e tratamento da amostra, separação das proteínas, espectrometria de massas e análise de dados por meio de ferramentas de bioinformática. Cada etapa do processo possui diversas possibilidades de métodos, componentes (solventes, solutos e catalisadores) e concentrações, de tal forma que uma análise proteômica possui uma quantidade inimaginável de combinações possíveis.
A imagem mostra algumas das possíveis combinações de procedimentos realizados na proteômica.
Fonte: https://www.scielo.br/j/ramb/a/rbzzwDkg4gWNqcPSLNMK6wD/?lang=pt&format=pdf
A separação das proteínas pode ser feita através de técnicas como eletroforese e cromatografia líquida, para as quais há uma série de tratamentos necessários.
A espectrometria de massas é um meio de descobrir a composição das amostras já devidamente separadas e tratadas. O método consiste em transformar a amostra em um gás ionizado e dispará-la em um campo eletromagnético; a trajetória de corpos carregados através de um campo eletromagnético é previsível e circular. Com o raio da trajetória circular, é possível determinar a relação entre massa e carga (m/z) de cada partícula disparada, que é única para cada substância.
Nas condições devidas, uma partícula carregada se move em trajetória circular num campo eletromagnético.
Fonte: https://www.preparaenem.com/fisica/movimento-carga-no-campo-magnetico.htm
A análise bioinformática é feita através de softwares de reconstrução de proteína. O gráfico resultante da espectrometria de massa é suficiente para que um software que tenha um banco de dados de proteínas analisadas possa realizar comparações e, a partir delas, determinar a provável composição da proteína analisada.
Com isso, é possível observar como a proteômica é um ramo bem específico da biotecnologia, no entanto, extremamente vasto, dada a variedade de técnicas e equipamentos, bem como as incontáveis proteínas que podem ser analisadas.
Quais os possíveis usos para a proteômica?
Mas afinal, que usos podem ser atribuídos à proteômica?
Saber o procedimento de análise de proteomas pode ser interessante, mas não deixa muito claro qual a sua utilidade fora do âmbito de análises laboratoriais. Contudo, sendo um ramo de pesquisa da ciência de base, a proteômica é o alicerce de muitos outros ramos que dependem de proteínas.
“A massa molecular obtida através desta técnica possui grande acurácia, especificidade e reprodutibilidade. Tais características permitem a aplicação de softwares capazes de comparar os dados dos espectros em estudo com aqueles presentes nos bancos de dados. Esta ferramenta pode ser empregada em amostras diversas com distintas finalidades, sendo as mais utilizadas: identificação e quantificação de proteínas e peptídeos, análise de modificações pós–traducionais, mapeamento de epítopos antigênicos, análise de biomarcadores.”
Com isso, vê-se como a vastidão de utilidades bioquímicas das proteínas é o que dá a importância à proteômica. Através das finalidades expostas acima, é possível realizar pesquisa para produção de fármacos, biomarcadores, nanomateriais, inovações na cladística, especiação, dinâmica de populações, descoberta de catalisadores mais eficientes, biocombustíveis, reações enzimáticas, e muitos outros que não caberiam neste texto!
Conclusão
A proteômica é um campo de pesquisa relativamente novo e que já influencia muitos outros campos de pesquisa. A ciência está em constante movimento e espera-se que o ramo da proteômica e da ômicas em geral produzam ainda mais frutos nas mais diversas áreas, desde a Síntese Estendida da Evolução até a Ecologia e a produção de alimentos.
Se for do interesse, nosso blog já possui outro texto que trata de um assunto tão interessante quanto este, o Biopython. Acesse o conteúdo aqui.
Referências
- BARBOSA, E. B. et al. Proteômica: metodologias e aplicações no estudo de doenças humanas. Revista da Associação Médica Brasileira, v. 58, n. 3, p. 366–375, mai. 2012.
- BRAGA EMIDIO, N.; GIRARDI CARPANEZ, A.; RAMOS QUELLIS, L.; SILVA FARANI, P.; GOMES VASCONCELOS, E.; FARIA-PINTO, P. Proteômica: uma introdução aos métodos e aplicações. HU Revista, [S. l.], v. 41, n. 3 e 4, 2016. Disponível em: <https://periodicos.ufjf.br/index.php/hurevista/article/view/2482>. Acesso em: 24 jan. 2023.