Przełomowe badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside doprowadziły do potwierdzenia hipotezy dotyczącej witaminy B1, która przez niemal siedem dekad pozostawała nieudowodniona. Zespół badawczy, którego osiągnięcia opisuje Medonet, wykazał, że możliwe jest utrzymanie wyjątkowo nietrwałej cząsteczki — karbenu — w środowisku wodnym, co przez długi czas uznawano za niewykonalne.
Przez wiele lat panowało przekonanie, że stabilizacja karbenu w wodzie jest poza zasięgiem nauki. Osiągnięcie to otwiera nowe perspektywy dla rozwoju ekologicznych technologii chemicznych oraz innowacyjnych metod produkcji farmaceutyków.
Grupa chemików pod przewodnictwem Vincenta Lavallo zdołała nie tylko uzyskać trwałą postać karbenu w wodzie, ale również wyizolować ją i przechowywać przez kilka miesięcy. Dotychczas karbeny, będące wysoce reaktywnymi atomami węgla, ulegały natychmiastowemu rozkładowi w kontakcie z wodą. Wyniki tych badań zostały opublikowane 11 kwietnia bieżącego roku w czasopiśmie "Science Advances".
Od dawna przypuszczano, że podobne związki mogą powstawać naturalnie w organizmach żywych. Szczególną uwagę zwracano na tiaminę, czyli witaminę B1, która odgrywa kluczową rolę w istotnych reakcjach chemicznych zachodzących w komórkach człowieka.
Aby umożliwić badanie tej nietrwałej cząsteczki, naukowcy opracowali specjalną syntetyczną strukturę ochronną, która skutecznie zabezpieczała karben przed działaniem wody. Dzięki temu możliwe było przeprowadzenie szczegółowych analiz z wykorzystaniem zaawansowanych technik obrazowania. Uzyskane rezultaty jednoznacznie wykazały, że karben może być stabilny także w środowisku wodnym.
W 1958 r. Ronald Breslow z Columbia University wysunął przypuszczenie, że witamina B1 może przekształcać się w karben, co umożliwia zachodzenie ważnych procesów biochemicznych w organizmie. Przez dziesięciolecia nie udawało się jednak potwierdzić istnienia takich cząsteczek w warunkach biologicznych.
— To pierwszy raz, kiedy komukolwiek udało się zaobserwować stabilny karben w wodzie — powiedział Vincent Lavallo, profesor chemii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Riverside. — Wiele osób uważało, że to szalony pomysł. Okazało się jednak, że Breslow miał rację — dodał.
Karbeny odgrywają istotną rolę jako elementy katalizatorów opartych na metalach, które są szeroko wykorzystywane podczas produkcji leków, paliw oraz materiałów przemysłowych. Dotychczas większość tych reakcji wymagała użycia szkodliwych dla środowiska rozpuszczalników organicznych. Najnowsze odkrycie sugeruje, że dzięki stabilizacji karbenów w wodzie, podobne procesy mogą być w przyszłości realizowane w sposób bardziej przyjazny dla środowiska.
— Woda to idealny rozpuszczalnik — jest powszechna, nietoksyczna i przyjazna dla środowiska — podkreślił Varun Raviprolu, pierwszy autor publikacji i były doktorant Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside, obecnie związany z UCLA, cytowany przez Medonet. Dodał, że możliwość działania silnych katalizatorów w wodzie to duży krok w stronę ekologicznej chemii.
— Tworzyliśmy te reaktywne cząsteczki, by badać ich właściwości, a nie by potwierdzać historyczną teorię — powiedział Raviprolu. — Okazało się jednak, że nasza praca w pełni potwierdziła to, co Breslow przewidział przed laty — przyznał.
Osiągnięcie to ma również znaczenie dla poznania mechanizmów zachodzących w komórkach, które w przeważającej części składają się z wody. Badacze podkreślają, że opracowana przez nich metoda ochrony reaktywnych pośrednich cząsteczek może umożliwić izolację i analizę innych, dotychczas trudnych do uchwycenia struktur. Vincent Lavallo zaznaczył, że dzięki nowym technikom być może uda się w przyszłości zaobserwować i lepiej zrozumieć kolejne istotne cząsteczki.
źródło: medonet.pl
