A descoberta pode ajudar a descobrir novas maneiras de lidar com o envenenamento por metilmercúrio.
Por Chris Patrick, Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC, com informações de Phys.
O mercúrio é extraordinariamente tóxico, mas se torna especialmente perigoso quando transformado em metilmercúrio — uma forma tão prejudicial que apenas alguns bilionésimos de grama podem causar danos neurológicos graves e duradouros a um feto em desenvolvimento. Infelizmente, o metilmercúrio frequentemente entra em nossos corpos por meio de frutos do mar — mas, uma vez que está em nossa comida e no meio ambiente, não há uma maneira fácil de se livrar dele.
Agora, aproveitando raios X de alta energia no Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL) no Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC do Departamento de Energia dos EUA, pesquisadores identificaram um fator importante e inesperado no envenenamento por metilmercúrio: uma molécula chamada S-adenosil-L-metionina (SAM).
Os resultados, publicados no Proceedings of the National Academy of Sciences , podem ajudar os pesquisadores a descobrir novas maneiras de lidar com o envenenamento por metilmercúrio.
“Ninguém sabia como o mercúrio é metilado biologicamente”, disse Riti Sarangi, cientista sênior do programa de Biologia Molecular Estrutural do SSRL e coautora do artigo. “Precisamos entender esse processo fundamental antes de podermos desenvolver uma estratégia eficaz de remediação de metilmercúrio. Este estudo é um passo em direção a isso.”
Em questão no novo artigo está um mistério estreito, mas essencial, sobre como o metilmercúrio é produzido. Os cientistas sabiam que a maior parte do mercúrio que consumimos começa como emissões industriais que chegam aos corpos d’água, onde micróbios o convertem em metilmercúrio. Essa forma se concentra nos peixes — e, finalmente, em nós — à medida que sobe na cadeia alimentar.
Ainda assim, os pesquisadores não tinham certeza de como os microrganismos produzem metilmercúrio. Um fator de confusão fundamental, disse Sarangi, é que o sistema de proteína que converte mercúrio em metilmercúrio, chamado HgcAB, está presente apenas em quantidades muito pequenas em micróbios, tornando-o extremamente difícil de coletar e purificar o suficiente para estudo. Também é extremamente exigente: a menor exposição ao oxigênio e à luz desativa o HgcAB.
Em um esforço que durou 10 anos e contou com colaborações entre laboratórios e universidades nacionais, o professor da Universidade de Michigan Steve Ragsdale, sua aluna de pós-graduação Katherine Rush, agora professora assistente na Universidade de Auburn, e o associado de pós-doutorado Kaiyuan Zheng desenvolveram um novo protocolo para produzir HgcAB estável o suficiente para finalmente investigar como ele transforma mercúrio em metilmercúrio.
“Trabalhamos com muitas proteínas muito difíceis, mas esta tinha tudo o que você não gostaria de ter em uma proteína se quisesse purificá-la. Era muito complicado”, disse Ragsdale.
Depois que a equipe purificou HgcAB suficiente, eles transportaram as amostras — resfriadas por nitrogênio líquido e protegidas da luz — para o SSRL para medições de espectroscopia de absorção de raios X. Lá, o cientista associado do SSRL, Macon Abernathy, usou um método chamado espectroscopia de estrutura fina de absorção de raios X estendida para estudar o HgcAB.
“As instalações de espectroscopia de raios X do SSRL são especialmente equipadas para estudar amostras biológicas e têm sistemas detectores poderosos que podem resolver os sinais extremamente fracos de amostras de proteínas ultradiluídas como essas”, disse Sarangi.
Enquanto estudos anteriores levantaram a hipótese de que o grupo metil em questão veio do metiltetraidrofolato, um doador comum de metil em reações celulares, o novo estudo descobre que ele foi doado por SAM. Os pesquisadores disseram que os resultados, que se concentram nos principais atores na produção de metilmercúrio, podem auxiliar no desenvolvimento de estratégias de remediação ambiental.
“Ninguém tentou ainda, mas talvez análogos do SAM possam ser desenvolvidos para lidar com o metilmercúrio no ambiente”, disse Ragsdale.
Mais informações: Kaiyuan Zheng et al, S-adenosyl-L-methionine is the unexpected methyl donor for the methylation of mercury by the membrane-associated HgcAB complex, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2408086121
