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Quando il negativo per la biologia è positivo

Nonostante l’importanza biologica delle molecole con carica negativa (di cui il cloruro e il DNA rappresentano due esempi primari), la ricerca di recettori per tali molecole appare limitata rispetto alle specie positive.
Quando il negativo per la biologia è positivo
Le specie a carica negativa presentano un’enorme rilevanza biologica e ambientale. Ad esempio, lo ione cloruro è l’anione più abbondante in assoluto nell’uomo e livelli anomali o un trasporto carente sono correlati a varie malattie, ad esempio la fibrosi cistica. Tra le altre specie anioniche rilevanti figurano gli aminoacidi anionici, come l’acido aspartico e glutammico, che svolgono anche un ruolo importante come neurotrasmettitori.

I ricercatori impegnati nel progetto ANION_CAGES (Dynamic constitutional chemistry for the preparation of receptors for anions of biological interest), si sono attivati per sviluppare recettori efficienti per anioni acquosi. Seguendo i principi della chimica combinatoriale dinamica (DCC), hanno vinto le sfide con un buon grado di affinità.

Generando nuove molecole tramite reazioni reversibili che si servono di semplici elementi costitutivi (BB) sotto controllo termodinamico, la DCC dà origine a una libreria combinatoriale dinamica (DCL). ANION_CAGES si è servita di BB peptidici o pseudopeptidici e ha generato librerie molecolari attraverso la formazione di ponti covalenti dinamici: formazione di disolfuro e metatesi di disolfuro.

ANION_CAGES ha predisposto un’ampia linea di elementi costitutivi con funzioni diverse e un numero variabile di gruppi tiolici. Una serie di condizioni di reazione (tra cui pH e solvente) hanno prodotto DCL riproducibili.

I ricercatori hanno costruito una solida piattaforma di informazioni per attività future sui recettori di anioni in ambiente acquoso. Unendo BB con valenze diverse si dovrebbe ottenere una complessità ancora maggiore della miscela in termini di struttura e topologia.

Le indagini sulla produzione esclusiva di un unico prodotto tramite eventi di autoriconoscimento hanno fruttato risultati preziosi. Gli scienziati sono riusciti a identificare tali interazioni, il risultato del riconoscimento di un aminoacido, lo zwitterione, in acqua. Oltre a ciò, hanno caratterizzato l’effetto di variazioni strutturali e ambientali sull’esito delle librerie.

I risultati di ANION_CAGES sono stati pubblicati come documenti di ricerca in pubblicazioni come le edizioni di Royal Soc Chemistry e di altri. È possibile reperire una pubblicazione completa intitolata “Adaptive Correction from Virtually Complex Dynamic Libraries: The Role of Noncovalent Interactions in Structural Selection and Folding” (Correzione adattiva da complesse librerie virtualmente dinamiche: il ruolo di interazioni non covalenti nella selezione e nel ripiegamento strutturale) su Chemistry a European Journal.

In futuro, le conclusioni dello studio potranno servire per preparare sensori selettivi operanti in acqua, per la rilevazione di aminoacidi e lo studio del loro ruolo in vivo. I risultati preliminari hanno confermato la fattibilità di questo approccio.

I risultati della ricerca ANION_CAGES potranno essere utilizzati nella sintesi di molecole biologicamente rilevanti in molti settori della biologia, della medicina e dell’ambiente.

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Argomenti

Life Sciences

Keywords

Carica negativa, anione, ANION_CAGES, DCC, DCL