Las moléculas quirales se definen como moléculas que no se pueden superponer en sus imágenes especulares, muy parecido al de la estructura ósea de la mano izquierda y derecha. Hay muchos ejemplos de moléculas quirales en la naturaleza, incluyendo proteínas y ácido desoxirribonucleico (ADN). Los procesos dinámicos de estas moléculas quirales son muy importantes para comprender su actividad biológica. En efecto, La agregación de proteínas está asociada con muchas condiciones patológicas, incluida la enfermedad de Alzheimer, que es causada por la acumulación de fragmentos de beta-amiloide dentro del cerebro con el tiempo. Por lo tanto, Es importante comprender y observar dicha agregación y conformación molecular (quiral) a lo largo del tiempo.

Las opciones actualmente disponibles para analizar la conformación molecular incluyen la microscopía electrónica y la espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN). Ambos métodos requieren la extracción de muestras en condiciones difíciles, un proceso lento que puede dañar la conformación molecular de la muestra. La segunda limitación de estos métodos es que el resultado final solo proporcionará la conformación del compuesto en un momento específico.

Este nuevo método implica dicroísmo circular de agregación-aniquilación (AACD) y una molécula quiral bien estudiada llamada 1, Derivados 1'-binaftil (BN). Se observó que las señales de CD del BN se aniquilaron después de que se formaron los agregados de BN, probablemente debido al cambio conformacional del 1, Grupo 1'-binaftilo durante el proceso de agregación.

En su trabajo, Se sintetizaron cuatro moléculas quirales basadas en BN (P-1 a P-4 respectivamente) mediante reacciones simples de acoplamiento de Suzuki. Los polímeros con las unidades BN "abiertas" mostraron signos claros de dicroísmo quiral aniquilado por agregación (AACD). Cuando las unidades BN estaban bloqueadas, la aniquilación está restringida. Los polímeros se disolvieron primero en un disolvente orgánico, tetrahidrofurano (THF). El segundo paso consistió en agregar agua, un mal solvente para los polímeros, se añadió gradualmente a la solución, lo que llevó a la formación de agregados. Los espectros de CD de los diferentes polímeros se tomaron en diferentes fracciones de agua y se analizaron. Esta metodología permitió a los investigadores analizar el proceso de agregación molecular en tiempo real.

Se realizó una simulación de dinámica molecular (MD) de los polímeros en THF y agua para examinar más a fondo la relación entre la aniquilación de CD y el cambio conformacional. Este modelo indicó que P-1 abierto mostró una amplia distribución de ángulo diedro θ pero P-3 bloqueado mostró una distribución estrecha. De la solución al agregado, el θ en los polímeros abiertos (P-1 y P-2) se vuelve más negativo y parte de los confórmeros se relajan de cisoide a transoide. El θ en los polímeros bloqueados (P-3 y P-4) aumenta ligeramente y la conformación cisoide se conserva durante todo el proceso de agregación.

"La combinación de simulación MD y análisis sobre el cambio de la intensidad de la pareja de CD y la división de la longitud de onda durante el proceso de agregación es, por lo tanto, un método atractivo de monitoreo in situ y en tiempo real del cambio conformacional, "dijo el profesor Ben-Zhong TANG de HKUST, quien dirigió esta investigación.

"Este es un método mucho más barato, Un método más simple para monitorear los cambios conformacionales en macromoléculas quirales significa que podemos aplicar este método para comprender muchos procesos biológicos más fácilmente. "dijo el Dr. Haoke ZHANG, coautor del artículo.