Crean en Santiago un nanomaterial intelixente en dúas dimensións

Unha investigación realizada de forma íntegra no Centro Singular en Química Biolóxica e Materiais Moleculares da Universidade de Santiago de Compostela (CiQUS), a cargo do investigador posdoutoral Nacho Insua, amosa por primeira vez unha mecanismo secuencial a unha escala minúscula, no que unha serie de pequenos péptidos seguen unha ensamblaxe ordenada en diferentes dimensións. O artigo no que se describen estes compostos ocupa a portada do prestixioso Journal of the American Chemical Society (JACS).

Tal e como explican desde o CiQUS, nun primeiro momento os péptidos ensámblanse nunha dimensión, dando lugar a tubos nanométricos que, máis tarde, forman láminas en dúas dimensións. Como resultado deste proceso obtivéronse láminas xigantes (micrométricas) de espesor nanométrico, tamén coñecidas como nanoláminas.

Publicidade

A información para comprender o sistema de auto-ensamblaxe das moléculas está na súa estrutura, como se pode ver, por exemplo, dobre hélice do ADN ou a membrana que envolve as nosas células. Sabendo isto, é posible comprender como estas deben comportarse para que, unha vez ordenadas, certas moléculas individuais dean lugar a superestruturas definidas moito máis complexas.

Así, as moléculas poden presentar zonas complementarias de unión, que dirixen esta auto-ensamblaxe de maneira parecida a como o fan as distintas formas que se aprecian entre as pezas dun quebracabezas. Trátase dun fenómeno que confire estrutura ás moléculas que articulan a vida, como as proteínas, o ADN ou os lípidos; un proceso de enorme importancia, xa que controlar a forma destas biomoléculas permitiría tamén intervir sobre a súa función biolóxica nos seres vivos.

O estudo dos procesos de auto-ensamblaxe é, por tanto, crucial para chegar a comprender os principios moleculares que desencadean a vida e obter información relevante sobre importantes patoloxías neurodexenerativas, como o Parkinson ou a enfermidade de Alzheimer. O estudo da auto-ensamblaxe molecular é unha das principais liñas de traballo do grupo de Javier Montenegro no CiQUS, equipo no que tamén está Nacho Insua. Estes científicos levan anos investigando o ordenamento de péptidos cíclicos para crear nanomateriais cuxa estrutura e función poidan ser controladas a vontade.

“Esta é a primeira vez que se describe a auto-ensamblaxe secuencial destes péptidos en varias dimensións”, explica Nacho Insua

“Desde o punto de vista fundamental, esta é a primeira vez que se describe a auto-ensamblaxe secuencial destes péptidos en varias dimensións, o que contribúe ao desenvolvemento de novos mecanismos de auto-ensamblaxe”, explica Insua. Ademais, apunta que “o outro gran obxectivo alcanzado é a obtención dunha estrutura intelixente, capaz de cambiar a súa forma e as súas propiedades ambientais de maneira controlada, en resposta a distintos factores”.

En palabras do profesor Montenegro, “se tomamos como referencia as súas unidades constituíntes, vimos de crear un novo material biocompatible en dúas dimensións complementario ao grafeno, que posúe unha estrutura perfectamente definida de tubos nanométricos que podemos axustar”. As novas nanoláminas abren o camiño a novos métodos de tratamento e diagnóstico médico e teñen un gran potencial tecnolóxico como superficies intelixentes, xa que están dotadas da capacidade de “cicatrizar” se rompen, ou mesmo cambiar as súas propiedades en resposta a distintos estímulos (como o exceso de calor).

O grupo xa demostrara previamente a capacidade destes péptidos para formar redes tubulares similares ao esqueleto presente nas células, abrindo a porta para emular e comprender os procesos celulares de auto-ensamblaxe.

Referencia: 1D to 2D Self Assembly of Cyclic Peptides (Publicado no Journal of the American Chemical Society).