Scienziati dell'UNSW Sydney, insieme ai collaboratori della Western Sydney University e dei Paesi Bassi, sono stati sorpresi di scoprire che gli anioni diidrogenofosfato, ioni inorganici vitali per l'attività cellulare, si legano ad altri anioni diidrogenofosfato nonostante siano carichi negativamente.

Lo stesso team ha anche realizzato una molecola in grado di "afferrare" questi anioni di diidrogeno fosfato e, a seconda di quale luce colorata è stata illuminata su di essi, aumentare o inibire il loro movimento in soluzione.

La ricerca, che è stato pubblicato di recente su The Giornale della Società Chimica Americana , fornisce nuove informazioni sulle interazioni molecolari che si verificano durante i processi biochimici, introducendo nuovi metodi per controllare il trasporto di molecole in soluzione.

Il professore associato Jon Beves della School of Chemistry dell'UNSW afferma che i chimici hanno sempre saputo che il diidrogeno fosfato era "un po' strano" e difficile da studiare in soluzione, ma fino ad ora nessuno sapeva cosa stesse realmente accadendo.

"Il nostro lavoro mostra che questi anioni con carica negativa sono effettivamente legati insieme, anche in soluzioni diluite in cui si ritiene che i legami idrogeno siano estremamente deboli, " lui dice.

"I legami idrogeno tra gli anioni diidrogeno fosfato sembrano essere sorprendentemente forti. Sono abbastanza forti da superare la repulsione a carica simile, e abbastanza forte da tenere insieme i gruppi di anioni anche quando disciolti in solventi che legano idrogeno che ci aspettavamo li avrebbero fatti a pezzi".

A/Prof. Beves dice che la nuova comprensione potrebbe anche andare in qualche modo a spiegare la struttura delle membrane biologiche, o come l'RNA o il DNA sono attratti l'uno dall'altro in soluzione, poiché tutte queste interazioni coinvolgono gruppi fosfato. Ed essere in grado di controllare il movimento di queste molecole in soluzione usando la luce solleva alcune idee interessanti su come questo potrebbe essere applicato in situazioni biologiche o ambientali.

"Le soluzioni liquide miste sono costituite da molte molecole che si muovono e ruzzolano a caso, " dice A/Prof. Beves.

"Questo rende davvero difficile fare cose come estrarre metalli preziosi o inquinanti da soluzioni diluite, o consegnare molecole di farmaco dove devono andare in un corpo umano. Se potessimo controllare il movimento di alcune di quelle molecole e dire loro dove andare, potrebbe rendere questi compiti molto più realizzabili."

Ma A/Prof. Beves sottolinea che tali applicazioni richiederebbero molta più ricerca. Per adesso, è entusiasta di svolgere un lavoro importante in un'area poco conosciuta della chimica fondamentale.

Dice che il lavoro svolto dal suo team ha utilizzato un solvente organico chiamato dimetilsolfossido e immagina che studi futuri esamineranno se il fosfato si comporta allo stesso modo in acqua, dove si svolge tutta la chimica biologica.

Ma per il passo successivo, il suo team sta studiando come le molecole possono essere attivamente trasportate in soluzione.

"I nostri prossimi obiettivi saranno utilizzare questi tipi di interazioni per guidare attivamente il trasporto di molecole usando la luce, ad esempio, usando un puntatore laser per dirigere le molecole a muoversi."