Международная команда ученых создала первое хиральное молекулярное сито для отделения правосторонних молекул от левосторонних. Это достижение открывает путь к новым областям химии, биологии и фармакологии.
Одним из свойств молекул в клетках является их хиральность, несовместимость в пространстве со своим отражением. Молекулы, обладающие зеркальной симметрией, называются энантиомерами. Поскольку основные молекулы, из которых состоят живые организмы (белок, сахар, ДНК), хиральные, энантиомеры молекул медицинских препаратов обладают совершенно различным воздействием на клетки организма.
Фармакологическая индустрия испытывает трудности в производстве хиральных молекул. Проблема либо в распознавании лево- и правосторонних версий молекул, либо в создании нужных энантиомеров посредством химической реакции.
Руководитель исследования Марк Дэвис и его команда изобрели молекулярное сито, способное сортировать и создавать хиральные молекулы. С его помощью производители могут изготавливать более специфические и сложные формы хиральных молекул. К примеру, в ибупрофене содержатся право- и левосторонние формы, но только левосторонние оказывают терапевтический эффект.
«Для того чтобы свести к минимуму побочные эффекты ибупрофена — такие как желудочные боли, язву и другие — было бы полезно принимать только левосторонную версию», — говорит Дэвис. — Наша цель на будущее — создать специфические хиральные формы молекул, а не смешанные. Хиральное молекулярное сито позволит нам сделать это по-новому, более экономично. Эти сита могут быть надежными и многоразовыми, и не требовать специальных температур и других условий».
Молекулярные сита — это кремниевые кристаллические решетки, которые используются повсеместно, от производства бензинового и дизельного топлива до очистки кислорода. Они напоминают швейцарский сыр с порами менее 2 нм диаметром. Эти поры и составляют главную ценность сита: они пропускают молекулы только определенного размера и формы. Вдобавок они могут служить своеобразными камерами каталитической реакции для производства определенных химических веществ.
Конструкция сита позволяет химикам выбирать любую форму, которая им нравится: если они хотят правостороннюю молекулу, то берут правостороннее сито, и наоборот, сообщает Phys.org.
Впервые наблюдать свойства хиральности при сверхпроводимости физики смогли в начале этого года. Международная команда ученых обнаружила, что сверхпроводящий ток движется только в одном направлении через хиральную нанотрубку. Что именно вызывает такую асимметрию — науке еще предстоит выяснить.