Un team di scienziati tra cui un chimico RUDN ha sintetizzato nuove molecole appartenenti alla classe dei calixarene, strutture cave a forma di ciotola. Queste sostanze sembrano intrappolare l'acido adenosina trifosforico (ATP), la principale fonte di energia nel corpo. L'articolo è stato pubblicato su Beilstein Journal of Organic Chemistry .

Un team di scienziati russi tra cui un dipendente RUDN è stato il primo a sintetizzare i calixareni in grado di "catturare" le molecole di ATP e intrappolarle all'interno. L'ATP è una fonte di energia universale per la maggior parte dei processi biochimici. Inoltre, le sue molecole svolgono anche un ruolo di mediatore intercellulare. Gli autori del lavoro hanno creato una sorta di sensore molecolare per riconoscere una molecola di ATP tra le altre e anche per intrappolarla. Ciò è possibile grazie ai recettori molecolari attaccati alla parte superiore della ciotola. I recettori sono formati da gruppi di atomi che si legano selettivamente solo a determinati tipi di composti. I gruppi atomici contenenti azoto aggiunti dagli scienziati hanno dimostrato un'elevata efficienza di legame con l'ATP in una soluzione.

Gli scienziati hanno sintetizzato diversi tipi di calixareni. I primi comprendevano composti con due o quattro recettori attaccati alla parte superiore della molecola, e il secondo alla parte inferiore della molecola. Altri tipi contenevano combinazioni dei primi due. Dopo aver analizzato in dettaglio le proprietà chimiche di ciascun tipo di composto, gli scienziati hanno identificato differenze nel loro comportamento e proprietà. Per esempio, quando due gruppi specifici vengono aggiunti alla parte inferiore della molecola, inizia a legare l'acido adenosina difosforico (ADP), una sostanza formata dopo la parziale disintegrazione dell'ATP, in modo più efficiente.

Per determinare come la molecola appena sintetizzata si lega all'ATP o all'ADP, i chimici usavano il metodo della sostituzione del colorante. Hanno preparato soluzioni con molecole sintetizzate e hanno aggiunto loro un colorante chiamato eosina Y. in seguito, gli autori hanno aggiunto alla soluzione ATP o ADP in diverse concentrazioni e hanno confrontato i loro spettri ottici. Quando gli acidi sono stati aggiunti alle miscele, la banda di assorbimento del colorante si è spostata. Significava che la concentrazione del colorante nella soluzione aumentava, e quindi, Le molecole di ATP/ADP hanno guidato le molecole del colorante dai recettori del calixarene. Questo esperimento ha mostrato una migliore affinità dei calixareni appena sintetizzati con ATP e ADP rispetto alle molecole di colorante.

"Negli ultimi due decenni, molti gruppi di ricerca si sono concentrati sulla sintesi di molecole master con elevata affinità con sostanze biologicamente importanti. Un'area particolarmente importante di questa ricerca è il riconoscimento e il trasporto dei nucleotidi (ATP e ADP) a causa del loro alto valore biologico. I nucleotidi contenenti adenina sono una fonte universale di energia e agiscono anche come mediatori intracellulari in molti processi biologici. Siamo stati i primi a sviluppare molecole a base di calixarene in grado di identificare ATP e ADP in una soluzione e legarsi con essi anche a piccole concentrazioni, "dice Viktor Khrustalyov, coautore dell'opera, dottorato di ricerca in chimica, e il capo del Dipartimento di Fisica Inorganica del RUDN.