Mês: novembro 2008

Como o alvejante mata as bactérias

Apesar do fato do alvejante doméstico ser muito utilizado como um desinfetante, exatamente como ele funciona para combater bactérias permanecia uma questão aberta. Agora, um artigo na revista Cell de 14 de novembro oferece uma resposta.

Os pesquisadores descobriram que o ácido hipocloroso, o ingrediente ativo dos alvejantes (água sanitária), causa o desenovelamento de proteínas nas bactérias tal qual o calor o faz. estas proteínas denaturadas então se agregam irreversivelmente em uma massa nas células vivas, similarmente ao que ocorre com a proteína de um ovo que é fervido, como informam os pesquisadores.

No entanto as bactérias não são indefesas. Nestas circunstâncias a proteína chaperona chamada de ´heat shock protein Hsp33´ entra em ação protegendo as proteínas do efeito de agregação e aumentando a resistência das bactérias ao alvejante. Proteínas chaperonas são geralmente definidas como tendo função de ajudar outras proteínas.

“Verificamos tanto em in vitro como em in vivo que o alvejante ataca proteínas”, disse Ursula Jakob da University of Michigan, Ann Arbor. “Elas perdem a estrutura tal como fariam em altas temperaturas. Nestas circustâncias, a proteina [Hsp33] é ativada para aumentar a resistência.” Jakob enfatiza que este novo mecanismo descoberto é claramente um modo pelo qual o alvejante mata uma bactéria, mas pode não ser o único.

Porque a bactéria teria um sistema específicamente desenhado para lidar com um alvejante?

“Ácido hipocloroso é uma importante parte de defesa de um hospedeiro,” diz Jakob ” Não é algo que nós só usamos em móveis”.

De fato, o proprio sistema dos mamíferos, e específicamente células imunológicas conhecidas como neutrófilos, liberam altas concentrações de ácido hipocloroso ao reconhecer um invasor microbiano. Além disso, diz Jakob, algumas evidências sugerem que a enzima que produz alvejante poderia manter as bactérias em nosso sistema digestivo sob controle.

O efeito específico do ácido hipocloroso nas proteínas ajuda a explicar porque o peróxido de hidrogênio é um agente antimicrobiano inferior mesmo quando ambos agentes químicos deveriam agir como oxidantes fortes, diz Jakob. O peróxido de hidrogênio não faz muito pelas nossos móveis, ela diz, porque ele não provoca os mesmos efeitos nas proteínas.

Hsp33 também representa outro exemplo de um conceito emergente na biologia das proteínas: de que algumas proteínas realmente tornam-se ativas pelo ato de desenovelamento parcial. De fato, chaperonas reagem ao stress pelo desenovelamento da mesma forma que outras proteínas. Longe de deixá-las inúteis, contudo, a mudança na conformação é que as ativa. “Normalmente, pensamos que proteínas precisam de estrutura para estarem ativas, mas aqui elas devem perder estrutura para ativar.” Jakob afirma.

Quando ao saber se os achados têm qualquer implicação prática, jakob afirma que não está certo disso. Para o momento, ela duvida que os alvejantes possam ser feitos de modo a atuarem de forma mais efetiva do que já fazem, particulamente pelo fato de que já atuam tão rapidamente mesmo em baixas concentrações.

As conclusões em bactérias talvez pudesse oferecer novos insights sobre os efeitos prejudiciais do alvejante sobre as nossas próprias proteínas, ela acrescentou, observando que ácido hipocloroso produzido pelo sistema imunológico é suspeito ter um papel na inflamação crônica.O desenvelament de uma proteína visto em uma bactéria poderia explicar o que o agente químico está fazendo, talvez resultando em pistas de como evitar.

Bleach Activates a Redox-Regulated Chaperone by Oxidative Protein Unfolding
Cell – Volume 135, Issue 4, 14 November 2008, Pages 691-701

Via Eurekalert

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( [email protected] ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Polímero que se move como uma cobra

movimento induzido em polímero
Químicos japoneses criaram um filme polimérico que pode ´andar´ como uma lagarta mede-palmo e se mover como um braço robótico.

Os filmes, feitos por Tomiki Ikeda e colaboradores, no Tokyo Institute of Technology em Yokahama , contém um polímero que se expande e contrai quando submetidos à diferentes fontes de luz. Os polímeros contêm  ligações duplas N = N, que sob luz visível que têm uma conformação cis significando que os polímeros se dobram. Mas quando a fonte de luz é modificada para UV a ligação torna-se trans e o polímero fica reto.

A contínua mudança entre entortar e fica reto permite dar movimento ao polímero. Ao controlar a intensidade da luz e a posição no filme onde se concentra a luz, os pesquisadores podem fazer o ‘braço’ mover como eles escolheram.

A explicação fica bem mais simples assistindo o vídeo abaixo.

veja também

Photomobile polymer materials—various three-dimensional movements
Munenori Yamada, Mizuho Kondo, Ryo Miyasato, Yumiko Naka, Jun-ichi Mamiya, Motoi Kinoshita, Atsushi Shishido, Yanlei Yu, Christopher J. Barrett and Tomiki Ikeda, J. Mater. Chem., 2009

Via ChemistryWorldBlog

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( [email protected] ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Acrílico feito de açúcares

No futuro, o polimetacrilato de metila (PMMA) – mais conhecido como acrílico – poderá ser feito a partir de matérias-primas naturais, tais como açúcares ou ácidos graxos. O PMMA é manufaturado pela polimerização do metacrilato de metila (MMA). Em uma cepa de bactérias, cientistas da University of Duisburg-Essen e do Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ) encontraram uma enzima que poderiam ser utilizadas para a produção biotecnológica de um precursor do MMA. Comparando com métodos químicos de produção já existentes, o processo biotecnológico é muito mais ecológico.

O Dr. Thore Rohwerder foi nomeado como um dos tr~es candidatos para receber a prêmio de pesquisa europeu Evonik  pela sua descoberta. A competição é supervisionada pelo Dr. Arend Oetker, presidente do Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft (Associação de Doadores para a Ciência Alemã). O objetivo do prêmio é encorajar jovens pesquisadores a dar o salto do laboratório para o empreendimento empresarial. O tópico da premiação Evonik de 2008 é a biotecnologia industrial.

A enzima recém-descoberta pelo Dr. Thore Rohwerder e Dr. Roland H. Müller, chamada 2-hidroxiisobutiril-CoA mutase, torna possível a transformação de um C4 linear em uma estrutura ramificada.  Compostos deste tipo são precursores do MMA. Compostos precursores, é claro, podem ainda ser de origem petroquímica. O aspecto revolucionário, porém, é que esta enzima, integrada metabolicamente em  microorganismos adequados, pode também transformar açúcares naturais e outros compostos para os produtos desejados.  Até agora, a única maneira de produzir este precursor – 2-hidroxiisobutirato (2-Hiba) – era um processo puramente químico baseado em matérias-primas petroquímicas. A indústria química mundial realiza pesquisas de processos biológicos adequados, para que , no futuro, as matérias-primas renováveis também possam ser utilizado como base para a síntese MMA. A mutase  fornece a solução: uma enzima que transfere um grupo funcional a partir de uma posição para outra dentro de uma molécula. Enquanto realizava um post-doc no UFZ no Departamento de Microbiologia Ambiental, Dr. Thore Rohwerder e seu orientador, Dr. Roland H. Müller, descobriram a enzima de uma nova cepa bacteriana, isolada enquanto eles estavam procurando por bactérias para quebrar o poluente MTBE ( éter metílico terc-butílico).


Dr. Thore Rohwerder (esquerda) e Dr. Roland Muller (direita). (C) ufz.de

O razão dada pelos julgadores do prêmio é a importância industrial da descoberta, que em médio a longo tempo, poderia significar que até 10% da demanda de MMA poderia ser produzida por meios biotecnológicos. O mercado mundial é superior a 3 milhões de toneladas / 4 bilhões de euros. Levará cerca de quatro anos para a criação do sistema bacteriano em um processo tecnológico funcional (planta piloto).

O PMMA é um plástico sintético desenvolvido em 1928 e hoje produzido em grandes quantidades. O PMMA é coloquialmente conhecido frequentemente como acrílico, utilizado principalmente em aplicações para evitar estilhaçamento e como um substituto leve para o vidro – por exemplo, nos óculos de proteção ou em luzes de automóveis (proteção).

PMMA tem também outras aplicações, incluindo próteses, tintas e adesivos. Também é vendido sob a marca “Plexiglas ®” (Evonik) e “Altuglas” (Arkema).

Fonte UFZ

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( [email protected] ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Bolas de água

Um alerta.
Na internet está circulando um vídeo falso com explicações de como fazer esferas de água.
A receita incluiria acetato de sódio, bicarbonato de sódio…
Mas os ingredientes são só para enganar. Não existe formação de bolinhas na água com a receita passada pelo vídeo.

Veja o vídeo

Quem inventou a história provavelmente utilizou gel para colocar em vasos de plantas.
Em floriculturas é possível encontrar esse gel em formato de bolinhas. O material é uma poliacrilamida (informado na embalagem) que absorve bastante água.
Fiz algumas fotos do gel da floricultura. Perceba que as bolinhas são as mesmas (existem versões coloridas).
gel flores

gel poliacrilamida

gel floricultura

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( [email protected] ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Escândio – atraindo a curiosidade

professor em seu escritório
O escândio é o primeiro elemento dos metais de transição e é facilmente ionizado para formar sais.

Ainda hoje o escândio tem pouca aplicação na química. Mas a ausência de informações sobre o elemento acaba atraindo curiosidade para novos estudos.

O vídeo foi legendado em português. Para ver a legenda, clique no PLAY e depois ative a legenda clicando no botão no inferior direito e selecione “Ativar Legendas >> Português”.
Assista mais vídeos traduzidos em
https://www.youtube.com/view_play_list?p=BFA8BBE552D8FF65

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( [email protected] ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Sensores eletroquímicos em nano-escala

sensor cantilever nanometrico
O professor de física Rao Apparao, da Universidade de Clemson, e sua equipe, estão estudando sistemas em escala nanométrica que tenham a capacidade de investigar e alertar sobre a presença de produtos químicos tóxicos ou gases no ar.

“A capacidade de construir dispositivos extremamente pequenos para fazer esse trabalho tem sido uma coisa que nós temos visto até agora apenas em filmes de ficção científica”, disse Rao.

Da espessura de um cabelo humano, ou menor, o cantilever em micro e nano-escala é parecido com um trampolim de mergulhos quando observado sob um microscópio eletrônico. O sistema é colocado em vibração como se fosse uma guitarra e a medida da frequência de vibração em diferentes condições permite a possibilidade de detectar se existe algum problema no ar analisado.

“A forma atual de sensores ópticos envolve um método que usa um sistema relativamente volumoso e caro de raio laser que não se adapta bem para utilização em escala nanométrica. Nosso método é totalmente elétrico e usa uma pequena voltagem AC para vibrar o cantilever e sistemas eletrônicos simples para detectar quaisquer alterações na vibração causada pelos gases agentes químicos ou biológicos “, disse Rao. “Este método permite o desenvolvimento de dispositivos portáteis que responderia com beeps ou flashes ao investigarem níveis de gás e produtos químicos perigosos no local.”

As possíveis aplicações são variadas, disse ele. Além de ler simultaneamente múltiplos tipos de toxinas presentes no ambiente, estes sensores eletromecânicos têm se mostrado bons para medir alterações na umidade e temperatura.

Os resultados preliminares indicam que esse esquema totalmente elétrico de sensoriamento é tão sensível que pode diferenciar entre hidrogênio e deutério em um gás, que são isótopos muito semelhante do mesmo elemento.

Uma vez que o processo todo é elétrico, limitações do tamanho que prejudicam os métodos alternativos de detecção não são um problema aqui. O sistema pode ser reduzido para a nano-escala e a operação eletrônica pode ser contida em um único chip minúsculo. A investigação tem demonstrado que um único nanotubo de carbono pode ser usados como um cantilever vibrador.

Para saber mais sobre o sistema visite
http://arao.people.clemson.edu/E-papers/HDR%20package.pdf

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( [email protected] ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.