LNLS abre a cientistas novos equipamentos

Proteômica será a área mais beneficiada com uso de espectrômetros, informa Roberto Medeiros, do LNLS.

O Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), operado pela Associação Brasileira de Tecnologia de Luz Síncrotron (ABTLuS) mediante Contrato de Gestão assinado com o MCT e o CNPq, está ampliando a capacidade instalada para uso em pesquisa científica, com a entrada em operação de dois espectrômetros de massas, que contribuirão para desenvolver a área de biologia molecular estrutural. Um dos espectrômetros é o primeiro em sua categoria a entrar em operação no Brasil.

A espectrometria de massas é uma técnica utilizada em química de proteínas. Ela serve para identificar, caracterizar modificações e seqüenciar proteínas e peptídeos com importância biológica ou biomédica (veja abaixo).

Os equipamentos chegaram ao LNLS em 2003 e desde então foram testados. Agora, serão abertos a usuários de outras instituições. Além do acesso aos espectrômetros de massas, os pesquisadores que tiverem propostas de pesquisa aprovadas, terão também a possibilidade de participar de cursos, oficinas e treinamentos destinados a contribuir para a ampliar a competência brasileira na área de espectrometria de massas aplicada à proteínas.

Os recursos para os investimentos no Laboratório de Espectrometria de Massa - que permitiram a aquisição dos espectrômetros, equipamentos periféricos e softwares - vieram principalmente da Fapesp. Há, também, a participação do MCT, que provê recursos para a manutenção e operação do laboratório.

A primeira chamada para apresentação de propostas de pesquisas destinadas à execução com uso dos espectrômetros de massas está disponível na página eletrônica do Laboratório (http://www.lnls.br). Os equipamentos se integram à infra-estrutura que o LNLS coloca ao alcance de pesquisadores brasileiros de outras instituições, cumprindo o papel de laboratório nacional, indutor de pesquisa e desenvolvimento tecnológico com nível mundial de competitividade.

Equipamentos de última geração

Os dois espectrômetros de massas que agora estão sendo colocados pelo LNLS ao alcance da comunidade científica são instrumentos com características diferentes, que se complementam.

'Considerando as características das amostras a serem analisadas e os resultados que se pretendem alcançar, recomenda-se um ou outro espectrômetro, podendo haver situações em que as mesmas amostras serão analisadas em ambos', explica o pesquisador Fábio Cesar Gozzo, responsável por gerenciar este novo setor em operação no LNLS.

No espectrômetro com a técnica MALDI-TOF/TOF, um feixe de laser incide sobre a amostra em estudo, inserida numa matriz sólida. A ação do laser sobre esta matriz dá origem a íons que serão atraídos em direção a um detector. Estes íons voam em direção ao detector, em tempos diferentes, que são inversamente proporcionais à massa de cada íon. As medidas de massa obtidas destes íons - em unidade chamada Dalton - oferece aos pesquisadores informações preciosas sobre aspectos da química das proteínas ou peptídeos que estão sendo estudados. Este espectrômetro - único atualmente em uso no Brasil - permite ainda fazer a dissociação de moléculas, o que significa dar ao pesquisador níveis mais aprofundados de informação sobre seqüenciamento de peptídeos.

No espectrômetro com a técnica Electrospray Q-TOF , a amostra do material em estudo é introduzida na forma de solução aquosa. Aplica-se uma alta voltagem à solução gerando os íons e formando um spray eletrolítico, chamado electrospray, de onde os íons voam em direção ao detector. Este instrumento também possui a capacidade de dissociação dos íons, fornecendo informações sobre a seqüência da proteína.

O ciclo para adquirir dados é bastante rápido e num único dia de trabalho cada grupo de pesquisa poderá obter dezenas de espectros para análise, etapa na qual são utilizados softwares e computação de alto desempenho, que também fazem parte do apoio à pesquisa fornecido pelo LNLS.

Outra característica relevante dos espectrômetros é quanto à sensibilidade de detecção dos íons. Mesmo quantidades de amostras bastante exíguas de um determinado material biológico pode servir para realizar as medições.

O que se faz com os espectrômetros de massas?

Identificação de proteínas
Os espectrômetros de massas permitem ao pesquisador saber a seqüência de aminoácidos de um pedaço de proteína, que será posteriormente submetida à comparação com informações disponíveis em bancos de dados. No caso de proteínas purificadas em laboratório, obtém-se um dado padrão de peptídeos dos aminoácidos e compara-se com informações disponíveis em bancos de dados. Daí resulta a informação procurada, de identificação da proteína.

Modificações pós-traducionais
São feitas na proteína, para regular sua função em um dado organismo. Com o uso dos espectrômetros de massas, os cientistas comprovam e identificam qual foi a modificação e onde ela ocorreu. Estes estudos são importantes para compreender a situação biológica que regula o funcionamento de determinada célula.

Seqüenciamento de peptídeos
Peptídeos são parte de uma proteína e têm poucos aminoácidos. Faz-se o seqüenciamento de peptídeos presentes em organismos que não têm genes seqüenciados (estudos genômicos), em busca de conhecimento sobre uma proteína ainda desconhecida, sobre a qual não há informações em banco de dados.

Laboratório Completo

O Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) busca ampliar continuamente a capacidade de atender novas demandas da comunidade científica.

Os dois espectrômetros de massas agora abertos ao uso de pesquisadores somam-se a um conjunto de equipamentos que incluem a única fonte de luz síncrotron do Hemisfério Sul - um potente emissor de Raios X e Ultravioleta, utilizada em experimentos voltados para compreender propriedades dos materiais no plano atômico e molecular, diversos tipos de microscópios eletrônicos e de varredura por sonda e equipamentos de ressonância magnética nuclear.

Estudos e pesquisas em biologia molecular estrutural têm sido fortemente impulsionados no Brasil após a implantação do Centro de Biologia Molecular Estrutural no LNLS a partir de 2000, considerado por especialistas como o mais bem aparelhado da América do Sul.

É neste Centro que estão localizados os dois espectrômetros de massas, com seus equipamentos periféricos e toda a base computacional necessária para analisar os dados obtidos com as técnicas utilizadas nestes equipamentos.

O LNLS é responsável por gerenciar a Rede de Biologia Molecular Estrutural do Estado de SP (SmolBNet), financiada pela Fapesp, na qual estão integrados 16 grupos científicos do estado de SP que se beneficiam do uso de equipamentos e insumos compartilhados, troca permanente de informações, e treinamentos.

Juntamente com o Centro Nacional de Ressonância Magnética Nuclear da UFRJ, o LNLS coordena também a Rede Nacional de Biologia Molecular Estrutural, financiada pelo CNPq, na qual estão associados 10 grupos científicos de todo o Brasil, que participam de uma rede similar.

Justifica-se investir nesta área: o alvo central de todo o trabalho, em suas múltiplas e variadas etapas que exigem técnicas, métodos e equipamentos diferentes (como, por exemplo, os espectrômetros de massas) são as proteínas, compostos básicos das relações bioquímicas dos seres vivos e fundamentais à manutenção do metabolismo. As proteínas se formam no interior das células a partir de diferentes combinações de um total de 20 aminoácidos, sempre os mesmos em qualquer organismo, seja uma planta ou um mamífero.

Cada uma das etapas do processo de 'fabricação' de proteínas gerou áreas científicas com características específicas: a Genômica se preocupa em decodificar as informações genéticas contidas no DNA; a Transcriptômica se volta para a transcrição e transporte desses dados pelo RNA; a Proteômica é a área que faz mapeamentos das proteínas existentes em cada organismo; a Biologia Estrutural ou Genômica Estrutural fica com a tarefa de decifrar as estruturas de proteínas.

Pesquisadores que utilizam a infra-estrutura disponível no LNLS submetem propostas de pesquisa, em rotina e procedimentos disponíveis na página eletrônica (http://www.lnls.br).

Comitês e assessores externos avaliam sobre a relevância científica da proposta e, em caso afirmativo, os cientistas se deslocam até o campus do LNLS, em Campinas, SP, onde passam a temporada necessária para realizar os experimentos e obter dados para analisar em suas instituições de origem. É esta a função de um laboratório nacional.