I ricercatori delle Università di Warwick e Cardiff hanno utilizzato una polvere XRD combinata, NMR allo stato solido e approccio computazionale per determinare la struttura di 3', 5'-bis-O-decanoil-2'-deossiguanosina.
Una combinazione di metodi sperimentali e computazionali ha consentito ai ricercatori di stabilire la struttura di uno dei materiali organici più impegnativi di quanto sia stato determinato fino ad oggi sulla base dell'analisi dei dati di diffrazione dei raggi X delle polveri (XRD).
Però, utilizzando solo dati XRD in polvere, la struttura cristallina della molecola 3' a 90 atomi, 5'-bis-O-decanoil-2'-deossiguanosina [indicato con dG(C 10 ) 2 ] è difficile da determinare a causa delle sue dimensioni e complessità, il che rende particolarmente complicato il processo di determinazione della struttura.
Reportage sul giornale Scienze chimiche , ricercatori, tra cui il professor Steven Brown del Dipartimento di Fisica dell'Università di Warwick, Il professor Stefano Masiero dell'Università di Bologna e guidato dal professor Kenneth Harris dell'Università di Cardiff - ha potenziato l'analisi XRD della polvere di dG(C 10 ) 2 con informazioni derivate da dati di risonanza magnetica nucleare (NMR) allo stato solido e calcoli della teoria del funzionale della densità periodica (DFT) corretta in dispersione per l'ottimizzazione della struttura.
Questo approccio combinato che utilizza metodologie sperimentali e computazionali ha permesso al team di stabilire con successo che dG(C 10 ) 2 forma un motivo a nastro di guanina legato all'idrogeno che non è stato osservato in precedenza per i derivati 2'-deossiguanosina.
Il dG(C 10 ) 2 la molecola è attualmente utilizzata nei dispositivi fotoelettrici, compresi i materiali fotoconduttori, punti quantici bifotonici e fotorivelatori con proprietà raddrizzatrici. In tutte queste applicazioni, la disposizione strutturale dei gruppi guanina è un fattore chiave. È stato quindi particolarmente importante comprendere le proprietà strutturali preferite di dG(C 10 ) 2 allo stato solido.
Si prevede che la sinergia delle metodologie sperimentali e computazionali utilizzate in questa ricerca diventerà una caratteristica essenziale delle strategie per espandere ulteriormente l'applicazione della polvere XRD come tecnica per la determinazione della struttura di materiali molecolari organici di complessità ancora maggiore in futuro.
"Comprendere la struttura con risoluzione atomica è la chiave per stabilire le proprietà struttura-funzione. Questo lavoro considera un derivato dell'acido nucleico che promette applicazioni nei materiali elettronici, " spiega il professor Steven Brown.
"Gli esperimenti NMR allo stato solido condotti oltre 10 anni fa a Warwick avevano identificato la formazione di specifici legami idrogeno tra le molecole. Queste informazioni complementari erano essenziali per il successo del team di Cardiff nel determinare la struttura cristallina dai dati sperimentali di diffrazione dei raggi X delle polveri che è stata verificata dall'eccellente riproduzione dei parametri NMR misurati sperimentalmente per il calcolo della teoria densità-funzionale della struttura derivata.
"Questo sforzo di cristallografia NMR tour de force per questo sistema molto impegnativo ha rivelato un inaspettato autoassemblaggio che non era stato visto prima per la classe di composti (2'-deossiguanosina derivati)."
