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Functional Molecular Systems by Template-Guided-Click Assembly

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Una nuova metodologia

La creazione di molecole da applicare ai recettori è il futuro della chimica di progettazione. La ricerca europea ha sviluppato una nuova tecnica per produrre unità molecolari interdipendenti basate sulla "click chemistry".

Tecnologie industriali

I catalizzatori cambiano la velocità di una reazione chimica senza venire alterati e sono altamente specifici. Senza di loro molte delle reazioni che diamo per scontate non avverrebbero a temperatura ambiente. Le applicazioni variano dai convertitori catalitici nelle auto ai super detergenti e alla raffinazione del petrolio. La tecnologia si può anche usare per progettare farmaci specifici. Per rimuovere macchie ostinate dalla camicia preferita, ad esempio, sono necessari dei catalizzatori. Ogni molecola nella macchia d'olio è un substrato (o recettore) che si unisce a un catalizzatore creato appositamente per formare una molecola intermedia. In questa forma l'olio si divide nelle unità solubili componenti. La macchia degradata scompare dal vestito con l'acqua, rilasciando il catalizzatore che continua il lavoro. Molecole specifiche pure come queste sono una proposta molto interessante per l'industria delle sostanze chimiche. Una delle principali sfide è però creare questi sistemi molecolari progettandoli. Il progetto Click-fun, finanziato dall'UE, aveva lo scopo di creare recettori e catalizzatori artificiali fondendo la "click chemistry" con la progettazione e la produzione di un modello. La "click chemistry" è una filosofia relativamente recente con la quale dei piccoli moduli molecolari vengono uniti per creare grandi strutture di progettazione in modo rapido ed efficiente. Per i recettori la molecola target viene usata come modello. Quella intermedia è il modello per il catalizzatore. La combinazione delle due procedure ha portato alla tecnologia TGCA (template-guided click chemistry assembling). I ricercatori di Click-fun si sono concentrati sull'unione di un azoturo, che comprende tre atomi di azoto (N3-), con un alchine. Gli alchini hanno legami tripli molto reattivi. Il più semplice dei gruppi è l'acetilene, usato per la saldatura autogena. L'equipe ha usato lo strumento di click chemistry più potente e avanzato per unire la migliore combinazione di coppie di substrato. La molecola ottenuta si adatterebbe poi a un recettore o sarebbe un catalizzatore efficace. Le coppie accoppiate hanno un ambito enorme nel mondo della biologia dato che i gruppi di azoturo ed etino esistono nelle unità proteiche, gli aminoacidi. Un buon esempio di una potenziale molecola modello è il tassolo, finora inutilizzata come farmaco chemioterapico. Il tassolo può quindi potenzialmente formare nuovi complessi usando la click chemistry. L'equipe Click-fun ha assemblato una vasta libreria di azoturi prodotti durante il progetto. Le applicazioni per questa tecnologia recente includono la produzione di nuove molecole funzionali, catalizzatori di progettazione per la produzione ed enzimi artificiali.

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