Od DURHAM UNIVERSITY
Vedci v novej štúdii preukázali, že molekuly na báze uhlíka môžu byť oveľa dynamickejšie, ako sa doteraz predpokladalo.
Keď atóm uhlíka vytvorí štyri väzby k rôznym skupinám, molekula môže existovať v dvoch zrkadlových formách. Tieto zrkadlové formy sú v medicíne životne dôležité, pretože majú rôzne biologické aktivity.
Zvyčajne nie je možné medzi týmito „enantiomérmi“ konvertovať, pretože by to vyžadovalo prerušenie väzby, čo je proces, ktorý vyžaduje príliš veľa energie.
Výskumníci z Durham University a University of York preukázali, že ak by chirálne centrum bolo súčasťou dynamickej štruktúry molekulárnej klietky, potom by jednoduché preskupenie klietky mohlo viesť k inverzii zrkadlového obrazu formy molekuly.
Týmto spôsobom sa stereochémia na báze uhlíka, ktorá sa normálne považuje za fixnú a rigidnú, stala dynamickou, fluxnou a citlivou – novou paradigmou v chiralite zameranej na uhlík.
Zistenia budú zverejnené dnes (13. marca 2023) v časopise Prírodná chémia.
Molekulová klietka má vo svojej štruktúre deväť atómov uhlíka, ktoré sú držané pohromade dvojicou dvojitých väzieb uhlík-uhlík a trojčlenným cyklopropánovým kruhom. Táto kombinácia dlhopisov umožňuje niektorým dlhopisom v štruktúre spontánne vzájomne obchodovať.
Vedúca výskumníčka projektu, Dr. Aisha Bismillah z Durhamskej univerzity, povedala: „Naše dynamické uhlíkové klietky menia svoj tvar extrémne rýchlo. Preskakujú tam a späť medzi svojimi zrkadlovými štruktúrami miliónkrát za sekundu. Vidieť ich prispôsobovať sa zmenám v ich prostredí je skutočne pozoruhodné.“
Okrem odhalenia tejto jedinečnej dynamickej formy stereochemickej interkonverzie výskumníci preukázali, že preferencie klietky by sa mohli prenášať do blízkych kovových centier, čím sa otvorila možnosť, že tento typ citlivej chirality by mohol nájsť využitie v katalýze a syntéze chirálnych molekúl pre biomedicínske aplikácie.
Dr. Paul McGonigal z University of York uvažoval o spôsobe, akým tieto výsledky prevracajú zaužívané predstavy, povedal: „Spôsob, akým naša dynamická uhlíková klietka interaguje s inými molekulami a iónmi, je fascinujúci. Klietka sa prispôsobuje a dodáva zrkadlovej štruktúre „najlepšie prispôsobenie“.
"Dúfame, že v pravý čas sa zistí, že tento zaujímavý koncept spájania sa bude uplatňovať v iných kontextoch a potenciálne sa použije na podporu nových aplikácií pre dynamickejšie molekulárne materiály."
Odkaz: „Kontrola dynamických sp3-C stereochemistry“ od Aisha N. Bismillah, Toby G. Johnson, Burhan A. Hussein, Andrew T. Turley, Promeet K. Saha, Ho Chi Wong, Juan A. Anguilar, Dmitry S. Yufit a Paul R. McGonigal, 13 marec 2023, Prírodná chémia.
DOI: 10.1038/s41557-023-01156-7
Výskum bol financovaný Radou pre výskum inžinierskych a fyzikálnych vied (EPSRC) a Leverhulme Trust.
