Os cupins kamikaze da Guiana Francesa desenvolveram um mecanismo de defesa único — carregando “mochilas” cheias de um líquido tóxico que eles podem disparar para explodir, envenenando seus inimigos no processo. Agora, os cientistas resolveram o mistério de como essas mochilas mortais podem ser carregadas com segurança e detonadas sob demanda.
Em 2012, pesquisadores descobriram que mais velho Neocapritermes taracua cupins operários são armados com mochilas com pintas azuis que explodem quando são ameaçados.
O N. taracua os trabalhadores têm um par especializado de glândulas em seus abdômens que gradualmente secretam a enzima lacase azul BP76 em bolsas em suas costas. Conforme envelhecem, os cupins acumulam “mochilas” cheias desses cristais azuis contendo cobre.
Quando confrontados com uma ameaça, os trabalhadores envelhecidos rompem seus corpos, misturando a enzima com secreções relativamente benignas produzidas em suas glândulas salivares. O resultado é um líquido pegajoso, rico em benzoquinonas altamente venenosas que podem imobilizar ou matar predadores.
No entanto, os pesquisadores ficaram intrigados sobre como o BP76 conseguia permanecer em estado sólido armazenado nas costas dos cupins e, ao mesmo tempo, permanecer preparado para uma reação instantânea após a ruptura.
O novo estudo, publicado em 15 de agosto na revista Estruturaresolveu o mistério fornecendo a primeira estrutura cristalina de alta resolução desta enzima.
“A estrutura tridimensional da enzima revela que a BP76 emprega uma variedade de estratégias de estabilização”, disse o principal autor do estudo. Jana Škerlová, pesquisador do Instituto de Química Orgânica e Bioquímica da Academia Tcheca de Ciências, disse em uma declaração.
Cupins kamikaze usam uma enzima especial. Seus segredos foram descobertos por cientistas do IOCB Praga – YouTube
A enzima é firmemente dobrada, muito parecida com dobrar um pedaço de papel em um formato compacto, o que a ajuda a resistir à degradação ao longo do tempo. Outra camada de proteção vem de moléculas de açúcar que são anexadas à proteína, formando um escudo protetor que a estabiliza ainda mais.
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Uma das características mais intrigantes do BP76 é uma ligação química rara e excepcionalmente forte entre dois aminoácidos, lisina e cisteína, perto do sítio ativo da enzima. Essa ligação não é comumente encontrada em enzimas e desempenha um papel crucial na manutenção da estrutura do BP76, especialmente quando a enzima é armazenada como um sólido nas costas do cupim, descobriram os pesquisadores.
Essa ligação atua como um mecanismo de travamento especial, garantindo que a enzima mantenha sua forma e permaneça totalmente funcional, pronta para ser utilizada em um instante quando o cupim precisar defender sua colônia.
“Assim como o conhecimento sobre os componentes individuais de um instrumento esclarece como ele funciona, conhecer a estrutura tridimensional de uma molécula nos ajuda a entender um processo biológico”, disse o coautor do estudo. Pavlína Řezáčovádisse um biólogo estrutural da Academia Tcheca de Ciências, no comunicado.
A capacidade dos cupins de armazenar e acumular essa enzima de forma estável à medida que envelhecem é essencial para proteger a colônia. Pesquisa anterior teorizou que, como as mandíbulas dos cupins ficam cegas com o tempo, os cupins mais velhos podem não ser tão eficazes em forragear ou manter o ninho quanto os trabalhadores mais jovens.
Com suas mochilas explosivas, as operárias mais velhas podem se especializar em realizar um ato final e mortal para defender a colônia.
