Investigadores do CiQUS da USC deseñan «pompóns moleculares» formados por péptidos que se autoensamblan

A xerarquización é un método de organización característico dos animais sociais. Non obstante, a nivel microscópico tamén é posible observar este comportamento, por exemplo, en sistemas con moléculas que se "comunican" dalgún modo, é dicir, que establecen interaccións débiles entre elas para transmitir información estrutural. Os investigadores do Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) da USC desenvolveron un sistema xerárquico a partir dun tipo específico de péptidos (concretamente, cadeas de aminoácidos), que nas condicións apropiadas son quen de asociarse e dan lugar a estruturas esféricas, de aspecto moi similar aos pompóns utilizados nalgunhas pezas de vestir. Nesta investigación deseñáronse uns péptidos cíclicos, que teñen forma de anel e se agrupan formando parellas (dímeros) como un primeiro paso do proceso xerárquico da auto-ensamblaxe molecular. A continuación, estes dímeros amoréanse entre si, formando estruturas con forma de tubos que, á súa vez, se auto-organizan, adoptando unha forma esférica semellante aos «pompóns» a nivel molecular. O tamaño e a forma destas estruturas pódese controlar en función da temperatura, o disolvente utilizado e a concentración dos péptidos que as forman. Ademais, estes pompóns son porosos, polo que deixan orificios nos que os investigadores lograron incrustar outras moléculas, como algúns colorantes, que permitiron seguir o proceso de encapsulación e liberación das devanditas moléculas. Outro aspecto relevante é que unha vez formadas estas estruturas, a súa superficie externa pode ser modificada mediante a adición de ións metálicos. As características superficiais dos pompóns facilitan que estes ións se adhiran a eles, polo que é posible metalizar a súa superficie. En consecuencia, prevese o desenvolvemento de novas aplicacións baseadas nestes novidosos materiais, e nos que, grazas ao preciso control molecular, sexa posible non só modificar a súa forma e tamaño, senón tamén as súas propiedades interiores e exteriores. Todas estas propiedades, unidas ao feito de que as estruturas estean formadas por péptidos, presentan múltiples vantaxes que poderían ser útiles en numerosas aplicacións, entre outras, a procura dunha nova tecnoloxía para o transporte e liberación de diferentes tipos de moléculas, como os fármacos. O traballo, desenvolvido pola doutora Michele Panciera e dirixido polos investigadores do CiQUS Manuel Amorín e Juan R. Granja, foi publicado recentemente na prestixiosa revista Chemistry European Journal (Molecular Pom Poms from Self-Assembling,-Cyclic Peptides, Chem. Eur. J., 2014, DOI: 10.1002/chem. 201403319). Nota técnica Demostrouse que os péptidos cíclicos que levan un ácido nicotínico unido a unha serina a través das súas cadeas laterais forman dímeros que se auto organizan nun proceso xerárquico para formar estruturas moleculares con forma de pompóns. Estas estruturas esféricas son materiais porosos que encapsulan, e posteriormente liberan, moléculas pequenas. O proceso de encapsulación foi seguido mediante a incorporación de colorantes fluorescentes, e demostrouse que a formación de pompóns tamén ten lugar na presenza de colorantes sen alterar o proceso xerárquico. Ademais, a presenza do resto de piridina, posiblemente orientados cara ao exterior dos pompóns, permite a interacción con ións metálicos, facilitando o revestimento metálico da superficie da esfera. Este achado podería ter aplicacións biomédicas, aínda que son necesarios máis estudos para entender e aproveitar as propiedades destes materiais.