Nowe syntetyczne systemy udające naturalne katalizatory Przy użyciu biologii syntetycznej finansowani przez UE naukowcy z powodzeniem stworzyli syntetyczny katalizator, który może naśladować biochemiczne szlaki syntezy, istotne dla przyszłych zastosowań biomedycznych, nanotechnologicznych i materiałoznawczych. Zdrowie © Thinkstock Nowa metoda tworzenia systemów katalitycznych polega na włączaniu katalizatorów drobnocząsteczkowych w struktury supramolekularne, co umożliwia osiągniecie bezprecedensowego stopnia kontroli nad reaktywnością i selektywnością uzyskanych syntetycznych katalizatorów supramolekularnych. Aminokwasy i peptydy z racji unikalnych właściwości przyczyniły się znacząco do postępu w dziedzinie syntetycznych enzymów. W związku z funkcjonalną i strukturalną różnorodnością oraz naturalną skłonnością do formowania zdefiniowanych architektur trójwymiarowych stanowią niezwykle wartościowe elementy do budowy struktur supramolekularnych. W ramach projektu FUNCTOPROLASYMMCAT (Application of functionalised oligoprolines in asymmetric catalysis) naukowcy z powodzeniem stworzyli supramolekularne kompleksy sztywnych, helikalnych jednostek oligoproliny jako szablon do uzyskiwania oligomerów. Synteza i optymalizacja docelowych struktur objęła pozycjonowanie grup funkcyjnych wzdłuż oligoprolinowych łańcuchów szkieletowych. Szczególnie ważna w tworzeniu grup funkcyjnych była dokładna znajomość i kontrola ułożenia przestrzennego oraz sztywności oligoprolin. Odpowiednie metody krystalograficzne i spektroskopowe umożliwiły członkom zespołu projektu określenie z bezprecedensową precyzją odległości między resztami w szkieletowym łańcuchu oligoprolinowym. Ponadto potwierdzono, że helisa poliprolinowa, złożona z jednostek oligoprolinowych, jest odpowiednio umiejscowiona do użycia jako kompleks katalityczny. Przy użyciu połączenia najnowocześniejszych technik syntezy i analizy z powodzeniem przygotowano szablon oligoprolinowy i funkcjonalizowano go za pomocą zestawu katalitycznych struktur i miejsc przez nie rozpoznawanych. Wyzwaniem było znalezienie optymalnych warunków reakcji dla uzyskanego supramolekularnego systemu katalitycznego. Właściwie dobrane warunki umożliwiły zespołowi zwiększenie wydajności i selektywności przemiany katalitycznej w oligomer o pożądanej długości. Nowo stworzony kompleks supramolekularny jest unikalnym przykładem prostego naśladownictwa procesów replikacji zachodzących w naturze, znacząco wpływającym na naszą zdolność zrozumienia skomplikowania systemów biologicznych. Jako możliwa alternatywa dla naturalnych molekuł wspomagających niezbędne dla życia procesy katalityczne, jest to przełomowe osiągnięcie nowoczesnej chemii organicznej o dużym wpływie na inne dziedziny nauki. Słowa kluczowe Enzym syntetyczny, biologia syntetyczna, układy katalityczne, chemia supramolekularna, oligoproliny
