Você pode imaginar uma molécula que salva vidas cujo “gêmeo” é um veneno mortal? Por mais surpreendente que pareça, essa realidade química é conhecida como “quiralidade”. Como uma mão direita e uma mão esquerda, duas moléculas podem ter a mesma composição, mas uma forma e arranjo diferentes no espaço. E essa diferença pode mudar tudo. Compreender e controlar esse fenômeno é essential para o design de medicamentos. Uma equipe da Universidade de Genebra (UNIGE), em colaboração com a Universidade de Pisa, desenvolveu uma nova família de moléculas quirais notavelmente estáveis. Este trabalho abre novas perspectivas para o design de medicamentos controlados por geometria. É publicado no Jornal da American Chemical Society.
Diz -se que uma molécula, ou qualquer objeto, é quiral se não puder ser sobreposta em sua imagem espelhada por qualquer combinação de rotações, traduções e alterações geométricas. Isso é semelhante às nossas duas mãos, que parecem idênticas, mas não podem ser sobrepostas, vistas nas costas ou na palma da mão. Essa assimetria molecular common exige que os químicos projetem moléculas quirais capazes de interagir precisamente com os sistemas vivos.
Dentro de uma molécula, a quiralidade geralmente surge da presença de um ou mais centros de assimetria, conhecidos como centros estereogênicos. Geralmente, são compostos por um átomo de carbono central, ligado a quatro grupos diferentes ou cadeias de átomos, geralmente carbono também. O grupo liderado por Jérôme Lacour, professor pleno do Departamento de Química Orgânica, Escola de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências Unige, criou um novo tipo de centro estereogênico. Desta vez, o átomo de carbono central não é cercado por cadeias de carbono, mas apenas por átomos de oxigênio e nitrogênio. Um primeiro no campo da química.
“As moléculas com esse novo tipo de centro estereogênico nunca haviam sido isoladas antes de uma forma estável. Sua síntese e caracterização marcam um grande avanço conceitual e experimental ”, explica Jérôme Lacour.
Excelente estabilidade
A estabilidade das moléculas quirais é um parâmetro particularmente importante. Os pares de moléculas de espelho são estruturalmente muito próximos e, em muitos casos, a mudança espontânea de um para o outro é possível, por exemplo, sob o efeito da temperatura. Como se uma mão esquerda fosse subitamente transformada em mão direita. Dessa forma, poderíamos mudar de uma droga para uma molécula inativa ou até tóxica! As novas estruturas moleculares desenvolvidas pela equipe Unige apresentam estabilidade quiral excepcional, o que significa que a troca de uma molécula para sua irmã Mirror é particularmente improvável.
Olivier viudes, aluno de doutorado e primeiro autor do estudo explica: “Usando técnicas dinâmicas de cromatografia e cálculos químicos quânticos, mostramos que, para a primeira molécula desenvolvida, levaria 84.000 anos à temperatura ambiente para metade da amostra para se transformar em sua molécula de espelho”. Para um medicamento, essa estabilidade garante armazenamento seguro, sem a necessidade de condições específicas. Para a segunda molécula, desta vez foi estimada em 227 dias a 25 ° C.
Os novos centros estereogênicos desenvolvidos pela equipe de Genebra devem permitir o design de moléculas quirais estáveis, controladas e tridimensionais. Essas estruturas abrem novas possibilidades para o design de medicamentos e a criação de novos materiais. “Esses novos centros estereogênicos oferecem uma nova maneira de organizar o espaço molecular. Eles abrem um novo grau de liberdade e imaginação na síntese química ”, conclui Gennaro Pescitelli, professor da Universidade de Pisa e co-pesquisador do artigo.
