Los investigadores de las universidades de Warwick y Cardiff han utilizado un polvo combinado XRD, RMN de estado sólido y enfoque computacional para determinar la estructura de 3 ', 5'-bis-O-decanoil-2'-desoxiguanosina.
Una combinación de métodos experimentales y computacionales ha permitido a los investigadores establecer la estructura de uno de los materiales orgánicos más desafiantes que se ha determinado hasta la fecha en base al análisis de datos de difracción de rayos X en polvo (XRD).
Sin embargo, utilizando solo datos XRD de polvo, la estructura cristalina de la molécula de 90 átomos 3 ', 5'-bis-O-decanoil-2'-desoxiguanosina [denotado dG (C 10 ) 2 ] es difícil de determinar debido a su tamaño y complejidad, lo que hace que el proceso de determinación de la estructura sea particularmente complicado.
Reportando en la revista Ciencia química , investigadores, incluido el profesor Steven Brown del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, El profesor Stefano Masiero de la Universidad de Bolonia y dirigido por el profesor Kenneth Harris de la Universidad de Cardiff - aumentó el análisis XRD de polvo de dG (C 10 ) 2 con información derivada de datos de resonancia magnética nuclear (RMN) de estado sólido y cálculos de la teoría funcional de densidad periódica (DFT) con corrección de dispersión para la optimización de la estructura.
Este enfoque combinado que utiliza metodologías experimentales y computacionales permitió al equipo establecer con éxito que dG (C 10 ) 2 forma un motivo de cinta de guanina con enlaces de hidrógeno que no se ha observado previamente para los derivados de 2'-desoxiguanosina.
El dG (C 10 ) 2 molécula se utiliza actualmente en dispositivos fotoeléctricos, incluidos los materiales fotoconductores, puntos cuánticos bifotónicos y fotodetectores con propiedades rectificadoras. En todas estas aplicaciones, la disposición estructural de los grupos de guaninas es un factor clave. Por lo tanto, ha sido particularmente importante comprender las propiedades estructurales preferidas de dG (C 10 ) 2 en estado sólido.
Se prevé que la sinergia de las metodologías experimentales y computacionales utilizadas en esta investigación se convertirá en una característica esencial de las estrategias para expandir aún más la aplicación de XRD en polvo como una técnica para la determinación de la estructura de materiales moleculares orgánicos de aún mayor complejidad en el futuro.
"Comprender la estructura con resolución atómica es clave para establecer propiedades estructura-función. Este trabajo considera un derivado de ácido nucleico que es prometedor para su aplicación en materiales electrónicos, "explica el profesor Steven Brown.
"Los experimentos de RMN de estado sólido llevados a cabo hace más de 10 años en Warwick habían identificado la formación de enlaces de hidrógeno específicos entre las moléculas. Esta información complementaria fue esencial para el éxito del equipo de Cardiff en la determinación de la estructura cristalina a partir de datos experimentales de difracción de rayos X en polvo que fue verificado por la excelente reproducción de parámetros de RMN medidos experimentalmente para el cálculo de la teoría de densidad funcional de estructura derivada.
"Este esfuerzo de cristalografía de RMN tour de force para este sistema tan desafiante reveló un autoensamblaje inesperado que no se había visto antes para la clase de compuestos (derivados de 2'-desoxiguanosina)".
