Molecole poliziotte arrestano gli inquinanti clorurati

Quando le unità di azobenzene (blu) alle estremità del recettore sono colpite dagli UV, il recettore si apre e rilascia lo ione cloruro (verde). Imagecredit: Amar Flood

Un team di chimici della Indiana University di Bloomington, ha progettato una molecola in grado di trattenere i famigerati ioni cloruro, ma può essere comodamente indotta a rilasciarli dietro cauz… ehm, volevo dire a liberarli se viene esposta alla luce ultravioletta.

Il cloro è un elemento relativamente comune sulla Terra, onnipresente a partire dall’acqua di mare, ma è anche un elemento essenziale nei corpi degli organismi viventi. Amar Flood ed il suo collaboratore Yuran Hua, spiegano sul Journal of the American Chemical Society che i due obiettivi principali di questa ricerca sono di progettare un sistema efficace e flessibile per la rimozione dei rifiuti tossici e i rifiuti industriali dall’ambiente, specialmente quelli composti da ioni con cariche negative come i cloruri. Il secondo obiettivo è quello di sviluppare anche altre interessanti applicazioni scientifiche e mediche.

Se una molecola simile a quella sviluppata, fosse anche solubile in acqua e per giunta meno tossica, si potrebbero ad esempio curare i pazienti affetti dalla fibrosi cistica, una malattia accompagnata da un accumulo di ioni cloruro all’esterno di determinate cellule.

Esistono molte molecole organiche che riescono a catturare ioni caricati positivamente, o cationi, e questo perché è relativamente facile sintetizzare molecole organiche con cariche periferiche negative. Sintetizzare molecole organiche che legano gli ioni con carica negativa, o anioni, come il cloruro, richiedono sforzi straordinari.

Il Prof. Amar Flood

La molecola legante o “foldamero” (o tiligomero) che Flood e Hua hanno progettato, è una molecola pieghevole (quasi come le proteine), ma può anche essere considerata un piccolo polimero, il che ne semplifica la sintesi. Sottoposta ad un raggio luminoso con una lunghezza d’onda di 436 nanometri, il foldamero preferisce assumere una struttura a spirale che consente alle sue parti periferiche di interagire, migliorandone la stabilità, e creando una tana molto attraente per gli anioni cloruro. In presenza di luce ultravioletta (365 nm), il foldamero assorbe energia e la morsa della spirale si destabilizza, indebolendo il legame con il cloruro che si ritroverà libero di ritornare in soluzione.

Questa proprietà di funzionare come un interruttore pilotato dalla luce del foldamero, potrebbe farne uno strumento prezioso per biochimici e biologi molecolari che cercano di regolare la disponibilità di anioni cloruro, semplicemente commutando un emettitore di raggi UV. ll foldamero tuttavia non è ancora del tutto pronto, infatti attualmente può solo essere dissolto in soluzioni organiche (grassi), e considerando che i sistemi viventi operano principalmente in soluzioni acquose sono necessari ulteriori sviluppi.

Quello che i due chimici hanno dimostrato, tramite misure di conducibilità delle soluzioni che provano l’efficacia del sistema di “sequestro” del cloruro, consiste nella concreta realizzazione di una macchina molecolare efficace e docile, in grado di agire a comando.

Un sistema che sembra essere molto versatile, quello di variare la lunghezza d’onda per modellare a piacere la struttura molecolare, come abbiamo visto qualche tempo fa con la “valvola” per i gas azionata dalla luce ultravioletta. Un altro piccolo passo che ci rende un po’ meno schiavi ignari delle proprietà della materia che ci circonda!

Fonte: Eurekalert

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