Um qua­mico e um cinesiologista entraram em um a´nibus, mas este não éo cena¡rio de uma piada. Em vez disso, o cinesiologista e principal autor Ned Debold e o qua­mico Dhandapani Venkataraman, "DV", começam a conversar em seu trajeto de a´nibus para a Universidade de Massachusetts Amherst e descobriram seu interesse maºtuo em como a energia éconvertida de uma forma para outra - para Debold, nos maºsculos, tecido e para DV, em células solares.

Debold disse ao qua­mico como os pesquisadores tem procurado uma fonte de energia alternativa para substituir a habitual do corpo, uma molanãcula chamada trifosfato de adenosina (ATP). Essa fonte pode controlar a atividade muscular e pode levar a novos tratamentos calmantes para espasmos musculares na paralisia cerebral, por exemplo, ou ativar ou melhorar a função muscular esquelanãtica na EM, ALS e insuficiência carda­aca crônica .

Todos são altamente debilitantes porque o corpo não tem como corrigi-los, diz o fisiologista muscular Debold. Nãopossui bons mecanismos para controlar - inibir ou aumentar - a função da miosina , o motor molecular que aciona o movimento.

Como observa DV, a abordagem usual para buscar um novo composto étestar sistematicamente cada um entre milhões atéparecer que vale a pena acompanhar - a abordagem cla¡ssica "agulha no palheiro". Ele diz: "A certa altura, sugeri a Ned: 'Por que nosmesmos não construa­mos a agulha?' Isso nos iniciou nesse projeto interessante que reaºne pessoas que, de outra forma, nunca trabalhariam juntas ".

Os dois logo viram que precisariam de alguém para modelar interações entre as moléculas que o DV estava produzindo e as moléculas de miosina que Debold estava usando para testa¡-las. Eles convidaram o qua­mico computacional Jianhan Chen.

Chen explica: "Fizemos modelagem computacional porque experimentalmente édifa­cil saber como a miosina pode estar usando as moléculas que o DV estava sintetizando. Podemos usar a simulação computacional para fornecer uma imagem detalhada nonívelmolecular para entender por que esses compostos podem ter certos efeitos. Isso pode fornecer informações não apenas sobre como a miosina interage com o conjunto atual de compostos, mas também fornece um roteiro para o DV usar para projetar novos compostos que são ainda mais eficazes na alteração da função da miosina ".

Este maªs, os pesquisadores relatam no Biophysical Journal que eles fizeram uma sanãrie de compostos sintanãticos para servir como fontes alternativas de energia para a protea­na muscular miosina, e que a miosina pode usar essa nova fonte de energia para gerar força e velocidade. Mike Woodward, do laboratório Debold, éo primeiro autor do artigo e Xiaorong Liu, do laboratório Chen, fez a simulação por computador.

Ao usar diferentes isa´meros - moléculas com a¡tomos em diferentes arranjos - eles foram capazes de "efetivamente modular e atéinibir a atividade da miosina", sugerindo que a alteração do isa´mero pode oferecer uma abordagem simples, poranãm poderosa, para controlar a função motora molecular. Com três isa´meros do novo substituto do ATP, eles mostram que a capacidade de gerar força e movimento da miosina pode ser dramaticamente alterada. "Ao correlacionar nossos resultados experimentais com a computação, mostramos que cada isa´mero exerce controle intra­nseco ao afetar etapas distintas no ciclo meca¢nico-qua­mico da miosina".

DV recorda: "Meu laboratório nunca havia produzido esses tipos de compostos antes, tivemos que aprender uma nova química; meu aluno Eric Ostrander trabalhou na sa­ntese". A nova química envolve colar três grupos fosfato em uma molanãculasensívela  luz, o azobenzeno, criando o que os pesquisadores agora chamam de trifosfato de azobenzeno, acrescenta ele.

A próxima etapa do trio serámapear o processo em vários pontos do ciclo bioqua­mico da miosina, diz Debold. "No campo da pesquisa muscular, ainda não entendemos completamente como a miosina converte o ganho de energia dos alimentos que ingerimos em trabalho meca¢nico. a‰ uma questãoque estãono cerne de entender como os maºsculos se contraem. Ao alimentar a miosina com fontes de energia alternativas cuidadosamente projetadas , podemos entender como esse complexo motor molecular funciona. E, ao longo do caminho, provavelmente revelaremos novos alvos e abordagens para abordar uma sanãrie de doenças relacionadas aos maºsculos ".