Din cuprinsul articolului
O ipoteză veche de aproape șapte decenii, privită mult timp ca improbabilă, a fost confirmată în laborator. Cercetători din Statele Unite au reușit să stabilizeze în apă o moleculă extrem de reactivă, despre care se credea că nu poate exista în aceste condiții. Descoperirea validează o teorie formulată în 1958 despre modul în care vitamina B1 funcționează în organism și deschide o direcție nouă pentru chimia modernă.
Studiul, realizat de echipa de la University of California, Riverside și publicat în revista Science Advances, oferă pentru prima dată dovezi directe că această moleculă, numită carbene, poate fi stabilă în apă. Până acum, chimia clasică considera acest lucru improbabil.
Teoria „nebunească” din 1958, confirmată
În 1958, chimistul american Ronald Breslow a propus că vitamina B1, cunoscută și sub numele de tiamină, ar putea forma temporar o structură de tip carbene în interiorul celulelor. Această formă ar ajuta la desfășurarea unor reacții biochimice esențiale.
Problema era că nimeni nu reușise să observe direct această moleculă în apă, mediul în care au loc majoritatea reacțiilor din organism. Carbenii sunt instabili și reacționează imediat cu orice substanță din jur.
Timp de zeci de ani, teoria a rămas fără confirmare experimentală.
Ce au reușit cercetătorii acum
Echipa coordonată de chimistul Vincent Lavallo a reușit să creeze o formă stabilă de carbene în apă și să o mențină intactă suficient timp pentru a fi analizată.
Pentru a face acest lucru, cercetătorii au dezvoltat o structură moleculară de protecție, descrisă ca o „armură”, care izolează centrul reactiv al moleculei de mediul înconjurător. Astfel, carbena nu mai reacționează imediat și poate fi studiată în detaliu.
Molecula a fost chiar izolată și păstrată într-un recipient, unde a rămas stabilă luni de zile. Confirmarea a venit prin tehnici avansate, inclusiv spectroscopie de rezonanță magnetică nucleară și cristalografie cu raze X.
„Este pentru prima dată când o astfel de moleculă este observată stabilă în apă. Mulți considerau ideea nerealistă, dar s-a dovedit corectă”, a explicat Lavallo.
De ce contează pentru înțelegerea vitaminei B1
Vitamina B1 are un rol important în metabolismul celular, mai ales în procesele prin care organismul transformă nutrienții în energie.
Noua descoperire oferă o explicație mai clară pentru modul în care această vitamină participă la reacțiile chimice din organism. Ipoteza lui Breslow, ignorată sau pusă sub semnul întrebării timp de decenii, primește acum o bază experimentală solidă.
Acest lucru ar putea influența modul în care sunt studiate procesele metabolice și ar putea duce la o înțelegere mai precisă a unor boli legate de deficitul de vitamine din complexul B.
Impactul asupra industriei farmaceutice
Importanța descoperirii nu se oprește la biologie. Carbenii sunt folosiți frecvent în chimie ca parte a catalizatorilor, substanțe care accelerează reacțiile chimice.
În prezent, multe procese industriale folosesc solvenți toxici pentru a menține aceste reacții. Posibilitatea de a lucra în apă, un mediu sigur și abundent, ar putea schimba radical modul în care sunt produse medicamentele sau alte substanțe chimice.
„Apa este solventul ideal. Dacă putem realiza aceste reacții în apă, impactul asupra mediului ar putea fi semnificativ”, a explicat cercetătorul Varun Raviprolu, autor principal al studiului.
Un pas spre chimia „curată”
Chimia modernă caută de ani buni alternative mai puțin poluante. Descoperirea stabilizării carbenilor în apă ar putea reduce dependența de substanțe periculoase și ar putea face procesele industriale mai sigure.
Această direcție este susținută și de organizații internaționale precum World Health Organization, care subliniază importanța reducerii expunerii la substanțe toxice în mediul înconjurător.
Ce urmează
Cercetătorii spun că acesta este doar începutul. Există multe alte molecule reactive care nu au putut fi studiate până acum în condiții similare.
Metoda dezvoltată ar putea permite observarea acestor intermediari chimici și ar putea aduce informații noi despre procesele care au loc în interiorul celulelor.
Ce arată această descoperire
Unele idei respinse la momentul apariției lor pot deveni realitate, atunci când tehnologia ajunge din urmă teoria.
Confirmarea unei ipoteze vechi de 67 de ani nu este doar o victorie academică. Este un exemplu despre cum cercetarea pe termen lung poate schimba modul în care înțelegem atât corpul uman, cât și procesele chimice din jurul nostru.
