-
Investigadores do CiQUS desenvolven un catalizador de rutenio biocompatible que permite realizar reaccións moi selectivas en medios biolóxicos.
-
Os novos catalizadores son efectivos en condicións de moi alta dilución e actívanse mediante luz.
-
Os resultados do estudo foron publicados na prestixiosa revista Angewandte Chemie
Os novos catalizadores son efectivos en condicións de moi alta dilución e actívanse mediante luz | CiQUS
Referencia
A. Gutiérrez-González, P. Destito, J.R. Couceiro, C. Pérez-González, F. López, J.L. Mascareñas. Bioorthogonal Azide‐Thioalkyne Cycloadditions Catalyzed by Photoactivatable Ru(II) Complexes. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 16509-16066
As células albergan no seu interior unha gran cantidade de moléculas distintas que reaccionan de forma específica e selectiva entre elas, normalmente grazas á maxia dos encimas. Trátase de miles de transformacións selectivas ocorrendo á vez, e regulándose entre elas de maneira precisa. A química bioortogonal comprende todo un conxunto de reaccións químicas compatibles cos compoñentes biolóxicos dun ser vivo e que, por tanto, poden realizarse en presenza ou no interior de células vivas. O potencial destas reaccións para intervir no metabolismo de seres vivos e desenvolver aplicacións biomédicas, levou a que a invención de novos procesos bioortogonales sexa un gran reto da química moderna.
Neste contexto, o grupo MetBioCat desenvolveu hai uns anos unha nova reacción bioortogonal promovida por un catalizador de rutenio, que permitía axustar de forma selectiva dous fragmentos moleculares (chamados azida e tioalquino) para xerar o produto da reacción química desexada (triazol). A reacción podía realizarse en auga, a temperatura ambiente, e era compatible coa presenza dunha gran variedade de biomoléculas como proteínas e aminoácidos, o que permitía entrever unha multitude de potenciais aplicacións en química biolóxica e médica. Con todo, para o desenvolvemento destas aplicacións, o método desenvolvido neste primeiro traballo debía salvar unha limitación moi importante: a reacción deixaba de ser eficaz a altas diluciones, condicións propias dos ambientes biolóxicos celulares.
Agora, os investigadores do Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) demostraron que un simple cambio na estrutura do catalizador de rutenio permite que estas reaccións biocompatibles poidan realizarse en condicións entre 300 e 750 veces máis diluídas que co método anterior, mantendo e mesmo mellorando a selectividade e especificidade que lograran previamente. Ademais, neste novo traballo desenvolven un segundo tipo de catalizadores de rutenio que, ademais de manter esta reactividade a altas diluciones, soamente funcionan cando se activan con luz. Os autores do traballo, liderados polos Profesores José Luis Mascareñas e Fernando López, observaron que os novos catalizadores de rutenio foto-activables son eficientes e selectivos mesmo en medios biológicamente complexos como lisados celulares (células rotas) e permiten modificar pequenos péptidos e cadeas de ADN in vitro. “Con esta segunda xeración de catalizadores tamén confirmamos que a reacción funciona en presenza de células", afirma Alejandro Gutiérrez, primeiro asinante do artigo. “Este tipo de control sobre a actividade dun catalizador con luz é de gran interese para futuras aplicacións biolóxicas, pois permitiría decidir onde e cando vai ter lugar a reacción. A máis longo prazo, un dos nosos obxectivos consiste en conseguir a foto-activación selectiva do catalizador en determinadas células, en rexións específicas das mesmas ou mesmo en zonas concretas dun ser vivo (por exemplo, nun tumor) para xerar produtos de interese terapéutico e/ou diagnóstico" conclúen os investigadores de MetBioCat. Os resultados do estudo acaban de ser publicado na prestixiosa revista Angewandte Chemie.