Il meccanismo dell'abbinamento molecolare
Alcuni oligomeri, molecole a catena costituite da alcune unità che si ripetono, si ripiegano spontaneamente in conformazioni tridimensionali nelle soluzioni. Questi foldameri sono stati prodotti sinteticamente e stanno dimostrandosi un modello eccellente per lo studio dei meccanismi di ripiegamento delle proteine. Più recentemente, alcuni di essi hanno mostrato interessanti capacità di trasporto ultraveloce degli elettroni tramite un meccanismo di scambio rapido. Questa proprietà potrebbe costituire la base per l'elettronica molecolare e le nanomacchine. Il finanziamento dell'UE ha supportato lo studio dettagliato di oligomeri ammidici aromatici rigidi, a forma di bastoncino, ripiegati a spirale e di grandi dimensioni. Il progetto FOSIMEL ("Aromatic foldamers for single molecule electronics") ha sintetizzato e funzionalizzato questi foldameri in vari solventi, studiandoli in cloroformio e in miscele di cloroformio-acetone e cloroformio-acetonitrile. Il lavoro condotto in precedenza dal team ha rilevato l'incorporazione di questi "ospiti" a forma di bastoncino in ospitanti elicoidali. Nello studio in corso, gli scienziati hanno ampliato il campo di esame, studiando le costanti della velocità di avvolgimento o "threading" delle formazioni ospite-ospitante in cui una delle estremità viene bloccata, in base all'ipotesi che, in solventi di polarità variabile, l'estremità libera si avvolge nell'elica. I ricercatori hanno preparato foldameri ospiti con entrambe le estremità bloccate come condizione di riferimento in base alla quale può verificarsi solo che l'ospitante si avvolga intorno ad esse. Il team ha utilizzato gli spettri della risonanza magnetica nucleare per studiare la formazione e la cinetica del complesso ospite-ospitante. I risultati hanno dimostrato che sia la solvatazione sia la conformazione molecolare svolgono ruoli critici nella formazione dei complessi elica-bastoncino ospite-ospitante. Il team FOSIMEL ha posto le basi su cui fondare una conoscenza più approfondita della struttura e della funzione dei foldameri. Queste informazioni permetteranno di migliorare la capacità di manipolare e controllare i foldameri, aprendo la via alla progettazione di nanomacchine innovative, oltre che fornire un nuovo strumento per l''analisi dei processi biologici.
Parole chiave
Bastoncino, motori molecolari, nanomacchine, oligomeri, foldameri, meccanismo di ripiegamento delle proteine, solvente, threading, elica, complesso ospite-ospitante
