Bioquimica Molecular

A complexidade dos fenômenos moleculares associados aos organismos biológicos deve ser a razão principal das Ciências da Vida terem adotado, até recentemente, uma abordagem descritiva na análise dos fenômenos biológicos. Este aspecto vem se modificando nos últimos anos com o emprego de técnicas físicas aplicadas ao estudo de macromoléculas biológicas, de métodos bioquímicos modernos e da biologia molecular, que permitem o estudo detalhado em níveis atômicos das estruturas biomoleculares. Por exemplo, estudos na área de bioinformática têm permitido a descoberta de genes codificando novas proteínas de interesse que podem ser expressas em sistema heterólogo para realização de estudos funcionais e estruturais para melhor entendimento de sua função.

Dentre as variadas ferramentas da Física que possibilitam o conhecimento em detalhe das estruturas das biomoléculas em nível atômico estão as técnicas espectroscópicas. Os estudos em desenvolvimento no grupo de Biofísica Molecular tentam interpretar as estruturas moleculares em função das interações em diferentes faixas do espectro eletromagnético. As espectroscopias eletrônicas, Dicroísmo Circular, Fluorescência, FT-IR, EPR (ressonância paramagnética eletrônica) permitem acompanhar mudanças conformacionais de biomoléculas na presença de ligantes, agentes químicos ou físicos, ação de diferentes solventes orgânicos, além de mecanismos moleculares envolvidos nos processos funcionais e de desnaturação e reenovelamento de proteínas. Estes estudos têm sido facilitados e dinamizados com a expressão de proteínas recombinantes, de interesse biotecnológico, bem como a produção de mutantes, além do uso de sistemas modelos simplificados que permitem reproduzir e interpretar as propriedades espectroscópicas e funcionamento das moléculas biológicas.

Mais recentemente, a necessidade de dispositivos e técnicas biomoleculares para aplicação em medicina, especialmente em áreas relacionadas à diagnóstico molecular, tem motivado novos estudos junto ao Grupo de Biofísica. Estes envolvem basicamente a manipulação de biomoléculas como proteínas, peptídeos e anticorpos em conjunto com nanomateriais, para que possam ser aplicados como dispositivos de diagnóstico. Além da parte aplicada, são desenvolvidos todos os estudos básicos visando elucidar a interação entre esses materiais, utilizando-se as técnicas de espectroscopia disponíveis no Grupo.

Finalmente, o envolvimento de alguns docentes do grupo com pesquisas em educação, particularmente na produção e avaliação de recursos didáticos para o ensino das ciências moleculares, tem sido destaque neste grupo. A produção de material didático na área de biologia molecular estrutural e biotecnologia envolve desde o levantamento das necessidades da área, discussão e elaboração de um projeto piloto utilizando ferramentas computacionais, produção e avaliação dos protótipos em pequena escala, finalização, otimização da produção e avaliação final.

Áreas de atuação: Espectroscopias (Dicroísmo Circular, Fluorescência, Ressonância Paramagnética Eletrônica; Ressonância Magnética Nuclear e Cristalografia de Proteínas) e Microcalorimetria no estudo de biomoléculas; Biologia Molecular e Bioquímica de Proteínas; Biosensores; Bioinformática; Microbiologia.