El campo de la ciencia de los materiales se ha convertido en un hervidero de "marcos metalorgánicos" (MOF), compuestos versátiles formados por iones metálicos conectados a ligandos orgánicos, formando así uno-, dos-, o estructuras tridimensionales. Ahora hay una lista cada vez mayor de aplicaciones para MOF, incluida la separación de petroquímicos, desintoxicar el agua de metales pesados ​​y aniones de fluoruro, y obtener hidrógeno o incluso oro de él.

Pero recientemente, los científicos han comenzado a hacer MOF, hecho de bloques de construcción que normalmente componen biomoléculas, p.ej. aminoácidos para proteínas o ácidos nucleicos para ADN. Aparte del uso tradicional de MOF en catálisis química, Estos MOF derivados biológicamente también pueden usarse como modelos para biomoléculas complejas que son difíciles de aislar y estudiar con otros medios.

Ahora, un equipo de ingenieros químicos de EPFL Valais Wallis ha sintetizado un nuevo MOF derivado biológicamente que se puede utilizar como un "nano-reactor", un lugar donde los pequeños, de lo contrario, pueden tener lugar reacciones inaccesibles. Dirigido por Kyriakos Stylianou, Los científicos de los laboratorios de Berend Smit y Lyndon Emsley construyeron y analizaron el nuevo MOF con moléculas de adenina, una de las cuatro nucleobases que componen el ADN y el ARN.

La razón de esto fue imitar las funciones del ADN, uno de los cuales incluye interacciones de enlaces de hidrógeno entre adenina y otra base nucleotídica, timina. Este es un paso crítico en la formación de la doble hélice de ADN, pero también contribuye al plegamiento general tanto del ADN como del ARN dentro de la célula.

Estudiando su nuevo MOF, los investigadores encontraron que las moléculas de timina se difunden dentro de sus poros. Simulando esta difusión, descubrieron que las moléculas de timina estaban unidas por enlaces de hidrógeno con moléculas de adenina en las cavidades del MOF, lo que significa que tuvo éxito en imitar lo que sucede en el ADN.

"Las moléculas de adenina actúan como agentes directores de estructura y 'bloquean' las moléculas de timina en posiciones específicas dentro de las cavidades de nuestro MOF, ", dice Kyriakos Stylianou. Así que los investigadores aprovecharon este bloqueo e iluminaron el MOF cargado de timina, una forma de catalizar una reacción química.

Como resultado, las moléculas de timina podrían dimerizarse en un producto de di-timina, que los científicos pudieron aislar - una gran ventaja, dado que la di-timina está relacionada con el cáncer de piel y ahora se puede aislar y estudiar fácilmente.

"En general, Nuestro estudio destaca la utilidad de los MOF de origen biológico como nanoreactores para capturar moléculas biológicas a través de interacciones específicas. y para transformarlos en otras moléculas, "dice Stylianou.