UM MODELO PARA A QUIRALIDADE DA VIDA

As soluções ferventes em fontes termais prebióticas poderiam lançar luz sobre o surgimento de uma forma quiral única de biomoléculas na natureza.

Os aminoácidos e açúcares existem nos organismos vivos exclusivamente em uma das suas duas formas quirais moleculares, que são imagens espelhadas uma das outras. A razão para essa especificidade tem intrigado cientistas. Condições na Terra quando a vida evoluiu pela primeira vez em tempos pré-bióticas presumivelmente haviam favorecido uma forma sobre a outra, mas o mecanismo em si até agora permanece sem solução.

“Nós provavelmente não somos capazes de resolver este enigma fascinante, mas as experiências levadas a cabo em condições ambientalmente confiáveis ​​podem oferecer indicações importantes para esse fim”, diz Cristóbal Viedma na Universidad Complutense de Madrid. Com isso em mente, ele e seu colega Pedro Cintas investigaram processos de cristalização que levam a formas quirais individuais.

Algumas moléculas quirais existem como sólidos quirais, incluindo o clorato de sódio (NaClO3), que cristaliza em uma estrutura com qualquer hélice, em esquerda ou direita (D-Dextrogiro ou L-Lerogiro). Em cristalização a partir de uma solução não perturbada, uma mistura 50:50 (chamada de racêmica), ou mistura das duas formas.

Resultados homoquiralidade de soluções destila contendo uma mistura racémica de cristais enantiomorphous devido à dissolução-cristalização induzida por um gradiente de temperatura

Homoquiralidade resultante de soluções contendo uma mistura racêmica de cristais enantiomorfos devido à dissolução-cristalização induzida por um gradiente de temperatura

Perturbando a uma solução, uma vez que cristaliza, por exemplo por agitação, leva a uma forma quiral quase exclusivamente sobre outra. A ebulição de uma solução supersaturada de forma semelhante perturba o processo de cristalização com uma das duas formas quirais resultando em preferências.

Agora, Viedma demonstrou que uma solução fervente inicialmente em equilíbrio com uma mistura racêmica de cristais NaClO3 também gera uma única fase quiral, resultante de um gradiente de temperatura através da solução. Cristais dissolvem-se na parte inferior, onde ela é mais quente, enquanto que a solução concentrada se agrupa em núcleos na parte superior onde é mais frio. Os ciclos de dissolução-nucleação levam a um sólido de quiralidade única depois de 24 horas, que varia aleatoriamente entre esquerda e direita.

Contudo, se o sólido na mistura de ebulição é semeado com um pequeno excesso de uma forma, o sistema de forma reprodutível dá origem ao que é a forma por si só. “O método é simples e pode ser facilmente adotada em um processo industrial”, afirma Ning Shan, diretor de desenvolvimento pré-clínico em Thar Pharmaceuticals, Florida, EUA. Shan acredita que “o método certamente terá grande potencial prático na indústria farmacêutica”. Este é um ponto importante de como drogas quirais deve sem puras, porque os organismos vivos podem responder de uma forma totalmente diferente da forma quiral errada.

“Nosso trabalho demonstra definitivamente o papel de um gradiente de temperatura e exclui os efeitos alternativos (nomeadamente de polimento cristalino) que pode razoavelmente ser invocado “, comenta Viedma. Ele pretende estender seus estudos para moléculas orgânicas quirais e espera que a aplicação de processamento de produtos farmacêuticos não está muito longe.

Fonte: The Royal Society of Chemistry 

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