Hoy dia, el azúcar tiene una reputación de villano. Y aunque se deben evitar demasiadas cosas dulces, todos los seres vivos necesitan azúcar para sobrevivir. "El universo biológico está cubierto de azúcares, "dijeron Samuel M. Levi y Qiuhan Li, estudiantes graduados del Departamento de Química y Biología Química de la Universidad de Harvard. "Células, bacterias los virus y otros organismos utilizan azúcares como medio de comunicación, reconocimiento, e incluso defensa. "La naturaleza literalmente funciona con azúcares.

Todavía, como nutricionistas demasiado entusiastas, los químicos sintéticos generalmente evitan los azúcares. Naturaleza, un químico experto, puede cambiar los dulces de una molécula a otra con una delicadeza envidiable. Pero en el laboratorio los científicos luchan por unir solo una molécula de azúcar a otra unidad química, un proceso conocido como glicosilación. Los investigadores confían en este método para estudiar procesos biológicos y crear sustancias tan importantes como productos farmacéuticos y vacunas.

Según Levi y Li, "existen muchos métodos para realizar la glicosilación química, [pero] su uso permanece reservado para los expertos en la química de los carbohidratos ". para extender esta experiencia a los no especialistas, el equipo buscó orientación en la naturaleza.

Por sí mismo, la naturaleza lleva a cabo la glicosilación, y también hace ADN, ARN, proteínas y otros polímeros con la ayuda de fosfatos. Para inducir glicosilaciones en el laboratorio, la mayoría de los químicos sintéticos eligen haluros y sulfinatos de reacción más rápida en lugar de fosfatos. Entonces, mientras que la elección de la naturaleza puede tardar en reaccionar, son mucho más estables que los de laboratorio. Y lo que es más, Las enzimas (las pequeñas chispas que encienden una reacción) pueden reconocer fácilmente los monómeros de fosfato, acelerando el camino hacia la reacción y el producto.

Pero, hasta hace poco, los investigadores no han logrado capitalizar estas ventajas naturales. Si un ingrediente tarda en reaccionar, los químicos le dan un empujón, a menudo en forma de calor, energía, o un catalizador bien diseñado. Los fosfatos necesitan un empujón; y, sin un catalizador adecuado, los científicos suelen utilizar alto, temperaturas volátiles. Fuera del laboratorio las reacciones naturales usan fosfatos sin el alboroto ardiente, pero como un chef orgulloso, la naturaleza guarda bien sus secretos químicos. Ahora, en un artículo publicado en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , Eric Jacobsen, Catedrático de Química y Biología Química, junto con Levi, Li, y Andreas R. Rötheli, han descubierto un secreto natural:un "catalizador donante de enlaces de hidrógeno diseñado con precisión".

El equipo descubrió que, con este robusto catalizador, el fosfato se une "19 veces más fuertemente que el cloruro, "otro ingrediente de reacción común. Y, puede unir azúcares a los aminoácidos, productos naturales, y moléculas de fármacos "en condiciones suaves, neutral, y condiciones fáciles de usar, "Levi y Li explicaron. Con su método, el catalizador da un empujón necesario pero suave, persuadir al fosfato para que se ponga a trabajar.

Existen, como siempre, limitaciones del método:A veces, necesita mimos con sustratos y condiciones de reacción personalizados. También, Requiere el uso de un catalizador bastante complicado por estándares de moléculas pequeñas, uno que requiere más de 10 pasos de laboratorio para sintetizar.

Avanzando el equipo planea expandir el repertorio de su método para incluir nuevos tipos de azúcares, especialmente los más tercos de su tipo (manosidos, ramnosidos, y furanosis, por ejemplo). Para compartir su secreto (y el de la naturaleza), también pretenden comercializar los catalizadores, permitiendo un uso generalizado. Mientras tanto, su método podría crear azúcares que proporcionan un beneficio biomédico crucial, como nuevas vacunas y medicamentos para tratar numerosos trastornos y enfermedades humanos, incluso cánceres. Está claro que, como químicos sintéticos, necesitamos azúcar. Demasiado puede dañar nuestra salud, pero la cantidad adecuada podría ayudarnos a curarnos.