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FP7

MolFActory Risultato in breve

Project ID: 330603
Finanziato nell'ambito di: FP7-PEOPLE
Paese: Regno Unito

Polimeri sintetici – produzione su richiesta

La sintesi delle proteine nella cellula è un processo molto complesso. Gli scienziati hanno imitato il processo di trascrizione e prodotto una molecola effettivamente presente nei peptidi naturali come le tossine batteriche.
Polimeri sintetici – produzione su richiesta
La trascrizione in una vera e propria cellula utilizza un modello, ossia l’RNA messaggero (mRNA), allo scopo di codificare e assemblare, per la proteina, i mattoni di aminoacidi nel ribosoma. Il progetto MOLFACTORY (Towards a ‘molecular factory’: Processive sequence-selective synthesis with a synthetic molecular machine), finanziato dall’UE, ha costruito una macchina molecolare sintetica mediante l’utilizzo del [2]rotaxano.

Il rotaxano è una molecola a forma di manubrio, che si avvita attraverso una struttura anulare chiamata macrociclo. Le estremità del manubrio sono spesso maggiori del diametro interno dell’anello, impedendo lo sfilamento e mantenendo intatta questa forma inusuale.

Nella macchina MOLFACTORY, il macrociclo agisce sia come catalizzatore che da trasportatore molecolare. Essenzialmente, rimuove gli ingombranti sostituenti aminoacidi aromatici da una sequenza specifica e li trasporta verso l’aminoacido successivo prima di catalizzare la formazione del legame ammidico tra di loro.

La macchina molecolare artificiale assicura quindi che i monomeri vengano assemblati nel giusto ordine. Una molecola colorante viene legata alla fine del percorso, cambiando l’intensità di fluorescenza quando ciascuna unità è stata aggiunta e si è formato un legame. Prima di ottenere tale risultato, è necessario altro lavoro.

Il team ha ottimizzato il percorso sintetico e determinato la struttura chimica fondamentale della macchina. Le barriere di tirosina funzionalizzate da azide e alchini (ciascuna con differenti aminoacidi) sono state sintetizzate. Le reazioni effettuate con successo includono l’accoppiamento di ammide e la cicloaddizione sequenziale di Huisgen catalizzata dal rame.

Il metodo con modello metallico attivo è stato utilizzato per costruire il rotaxano con differenti barriere di amino-esteri e i prodotti sono stati caratterizzati mediante spettroscopia con risonanza magnetica nucleare. L’attivazione e il funzionamento della macchina è stato raggiunto mediante rimozione dei gruppi protettivi.

Il progetto MOLFACTORY ha portato lo sviluppo delle macchine molecolari sintetiche ben oltre lo stato dell’arte. Un ulteriore sviluppo di tale lavoro comporterebbe la produzione di macchine in grado di sintetizzare oligomeri e polimeri secondo le necessità. L’utilizzo nell’industria è ampio, e comprende plastificanti, prodotti biomedicali e la produzione di strumenti genetici per la ricerca e l’uso farmaceutico.

Informazioni correlate

Keywords

Polimero sintetico, produzione, rotaxano, catalizzatore, ammide
Numero di registrazione: 180906 / Ultimo aggiornamento: 2016-03-24
Dominio: Biologia, Medicina