Os químicos descobrem uma forma simples de construir moléculas maiores - um carbono de cada vez
Este método inovador poderá acelerar a descoberta de medicamentos e a conceção de produtos químicos complexos
Uma equipa de químicos da Universidade de Cambridge desenvolveu um novo e poderoso método para adicionar mais facilmente átomos de carbono às moléculas, oferecendo uma abordagem simples de um só passo que poderá acelerar a descoberta de medicamentos e a conceção de produtos químicos complexos.
Matthew Gaunt e Marcus Grocott
Michael Webb
A investigação, recentemente publicada na revista Nature com o título One-carbon homologation of alkenes, revela um método inovador para alargar cadeias moleculares - um átomo de carbono de cada vez. Esta técnica visa os alcenos, uma classe comum de moléculas caracterizada por uma ligação dupla entre dois átomos de carbono. Os alcenos encontram-se numa vasta gama de produtos do quotidiano, desde medicamentos contra a malária, como o quinino, a produtos agroquímicos e fragrâncias.
Dirigido pelo Dr. Marcus Grocott e pelo Professor Matthew Gaunt do Departamento de Química Yusuf Hamied da Universidade de Cambridge, o trabalho substitui os tradicionais procedimentos em várias etapas por uma reação num único frasco que é compatível com uma vasta gama de moléculas.
O Dr. Grocott explica: "Os alcenos são estruturas comuns e incrivelmente úteis em química, mas até agora não existia uma forma simples de lhes adicionar seletivamente apenas um átomo de carbono".
A chave para este novo método é um componente inteligentemente concebido - uma ferramenta química engenhosa baseada no "reagente de transferência de 1 carbono" de alil sulfona, concebido para adicionar um único átomo de carbono de cada vez. Primeiro, a molécula especialmente concebida liga-se ao composto alvo e inicia uma reação que os une. Depois, rapidamente se remodela, terminando com um carbono extra no lugar - como encaixar uma nova peça de Lego numa cadeia em crescimento.
"É um projeto inteligente e simples", diz Gaunt. "Cada parte da molécula tem um papel específico. Uma parte ajuda a desencadear o passo final, outra controla o tempo e outra ajuda-a a aderir ao alvo no início."
Para demonstrar o bom funcionamento do novo método, os cientistas testaram-no num medicamento chamado Ciclosporina A. Este medicamento ajuda a impedir que o sistema imunitário reaja de forma exagerada, aderindo a uma proteína especial do organismo. Os cientistas de Cambridge fizeram novas versões do medicamento, adicionando um ou dois átomos de carbono. Estas novas versões continuaram a aderir à proteína e algumas delas continuaram a abrandar o sistema imunitário, enquanto outras não. Isto significa que pode ser possível alterar a ação do medicamento sem desligar completamente o sistema imunitário.
"Isto é mais do que estender as moléculas", disse o Professor Gaunt. Trata-se de dar aos químicos uma nova forma de explorar o espaço químico e desbloquear variantes de medicamentos anteriormente inacessíveis".
A capacidade de afinar moléculas com tal precisão pode ser transformadora para a química medicinal, onde mesmo pequenas alterações na estrutura podem ter um grande impacto na forma como um medicamento actua no organismo. A abordagem permite também a introdução de grupos funcionais, oferecendo uma maior versatilidade na conceção das moléculas.
Para além da indústria farmacêutica, este método poderá encontrar aplicações em áreas como a proteção das culturas e os materiais avançados - em qualquer lugar onde alterações subtis nas cadeias de carbono afectem o desempenho e a função.
"Esta nova química permite-nos controlar a estrutura molecular de uma forma simples e amplamente útil", acrescentou o Dr. Grocott. "Abre a porta à conceção de compostos mais inteligentes e mais bem direcionados numa série de indústrias".
No passado, a adição de átomos de carbono a moléculas como esta era lenta e exigia muitos passos complicados. Mas a equipa de Cambridge descobriu uma nova e inovadora forma de o fazer - mais rápida, mais fácil e de uma só vez. Este grande passo em frente poderá ajudar os cientistas a conceber novos medicamentos de forma muito mais rápida e fácil do que anteriormente.
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