Padrões de Aminoácidos no Envelhecimento

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Padrões específicos de aminoácidos ligados ao
envelhecimento
Os cientistas encontram padrões únicos de aminoácidos ligados ao envelhecimento, oferecendo insights
que podem ajudar a ampliar nossa saúde.
Uma equipe de cientistas descobriu que certos aminoácidos – as pequenas moléculas que constituem
proteínas em nosso corpo – são mais importantes do que outros quando se trata de longevidade,
embora a razão para essa diferença ainda não esteja clara.
Cada aminoácido contribui para a saúde e desempenha um papel específico para garantir que o corpo
funcione normalmente, regulando processos vitais como o crescimento muscular, o sono, a produção de
hormônios e a digestão. Entre os 20 aminoácidos, alguns são essenciais – eles devem ser obtidos
através da dieta – enquanto os aminoácidos não essenciais são produzidos naturalmente pelo corpo.
“As sequências de aminoácidos de proteínas codificam uma linguagem secreta que precisamos
decodificar para entender mecanismos importantes na célula, incluindo o envelhecimento”, explicou
Csaba Kerepesi, um dos pesquisadores que conduziu o estudo.
Ao analisar as sequências de aminoácidos de proteínas, eles descobriram que a proporção de ácido
aspártico, um aminoácido não essencial, é maior em proteínas associadas ao processo de
envelhecimento do que outras.
https://www.advancedsciencenews.com/how-our-cellular-antennas-affect-aging/
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“No entanto, atualmente, não sabemos exatamente por quê”, explicou Kerepesi. “Como o
envelhecimento é frequentemente descrito como um acúmulo de danos, tentamos vincular a diferença
observada a alguma forma de dano que é específica do ácido aspártico, como a formação de
isoaspartato. Esta modificação pode afetar a estrutura e a função das proteínas e tem sido associada à
doença de Alzheimer.
Mineração de dados revela novos padrões
Kerepesi, matemático e pesquisador de bioinformática do Instituto de Ciência e Controle da Computação
da Rede de Pesquisa Húngara em Budapeste, e seus colaboradores usaram “mineração de biodados”
para descobrir essas tendências.
Ele acredita que essa abordagem simples, que requer apenas um computador normal e a internet, pode
ser fundamental para fazer descobertas científicas importantes se “você tiver uma boa ideia de
pesquisa”.
Para começar, Kerepesi e sua equipe baixaram as sequências de aminoácidos de todos os organismos
humanos e modelos de um banco de dados de bioinformática de acesso aberto chamado UniProt. De
outro banco de dados, GenAge, eles baixaram uma lista de genes que foram associados ao
envelhecimento, longevidade e anti-longevidade em humanos, bem como em leveduras, vermes,
moscas e camundongos.
Com base nos dados, eles calcularam a proporção de cada aminoácido nos diferentes grupos de
proteínas e realizaram uma análise estatística para garantir que seus resultados fossem significativos.
Não só o ácido aspartico era mais prevalente em proteínas relacionadas ao envelhecimento, mas
também apareceu com mais frequência em proteínas pró-longevidade – produtos gênicos que reduzem
a vida útil quando subprodutos e / ou prolongam a vida útil quando superproduzidos – do que as
proteínas anti-longevidade, que têm o efeito inverso na vida útil.
Os pesquisadores também descobriram que a proporção do aminoácido essencial triptofano – o
precursor do neurotransmissor serotonina e do hormônio melatonina – era menor nas proteínas pró-
longevidade do que as proteínas anti-longevidade, e que a leucina, outro aminoácido essencial, era
menos prevalente em proteínas relacionadas ao envelhecimento.
Tal como acontece com o ácido aspártico, mais pesquisas são necessárias para determinar por que este
é o caso, mas Kerepesi tem uma teoria que poderia explicar por que o triptofano está sub-representado
em proteínas relacionadas ao envelhecimento.
“Curiosamente, o triptofano é mais suscetível a mutações de ponto único do que outros aminoácidos”,
disse ele. A maioria dos aminoácidos é codificada por vários códons, enquanto o triptofano é codificado
por um único códon.
Esta suscetibilidade à mutação significa que o triptofano pode ser transformado em um aminoácido
totalmente diferente, representando sua presença diminuída.
Comprimento e longevidade do ácido amino
https://www.uniprot.org/
https://genomics.senescence.info/genes/index.html
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Outro achado importante feito pela equipe de pesquisa envolve o comprimento do aminoácido. Eles
descobriram que as proteínas relacionadas ao envelhecimento tendem a ser mais longas (contêm mais
aminoácidos) do que as proteínas não relacionadas ao envelhecimento, o que está de acordo com os
resultados de outros estudos, como um que revelou um desequilíbrio gradual entre a expressão de
genes longo e curto à medida que envelhecemos.
No entanto, o comprimento médio das proteínas pró-longevidade não era significativamente diferente do
das proteínas anti-longevidade. Kerepesi disse que o mecanismo por trás dessas diferenças requer uma
investigação mais aprofundada.
“Planejamos usar algoritmos de aprendizado de máquina para encontrar padrões mais interessantes em
proteínas relacionadas ao envelhecimento do que proporções simples de aminoácidos”, disse ele.
As insights sobre o envelhecimento possibilitadas pela inteligência artificial podem ajudar os seres
humanos a alcançar um período de saúde mais longo e potencialmente evitar doenças não
transmissíveis associadas ao envelhecimento, como doença de Alzheimer, câncer, diabetes tipo 2 e
doenças cardiovasculares.
Referência: Csaba Kerepesi, et al., Padrões universais em sequências de aminoácidos de proteínas
relacionadas ao envelhecimento. Biologia avançada (2023). DOI: 10.1002/adbi.202300436
Crédito da imagem: micheile henderson em Unsplash
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adbi.202300436