Los científicos de Trinity han creado un conjunto de nuevos sensores biológicos mediante la reingeniería química de los pigmentos para que actúen como diminutos atrapamoscas de Venus.

Los sensores pueden detectar y capturar moléculas específicas, como contaminantes, y pronto contará con una serie de importantes aplicaciones médicas y de seguridad.

Porfirinas, una clase única de pigmentos de colores intensos, también conocidos como los "pigmentos de la vida", proporcionan la clave de esta innovadora innovación.

La palabra porfirina se deriva de la palabra griega porphura, que significa púrpura, y el primer capítulo que detalla la historia médico-química de las porfirinas se remonta a los días de Herodoto (circa 484 a 425 aC).

Esta historia ha ido progresando desde entonces y está en el corazón del trabajo del profesor Mathias O. Senge en Trinity.

En organismos vivos, las porfirinas juegan un papel importante en el metabolismo, siendo los ejemplos más destacados el hemo (el pigmento de los glóbulos rojos responsable del transporte de oxígeno) y la clorofila (el pigmento vegetal verde responsable de recoger la luz y conducir la fotosíntesis).

En naturaleza, las versiones activas de estas moléculas contienen una variedad de metales en su núcleo, lo que da lugar a un conjunto de propiedades singulares.

Los investigadores de Trinity, bajo la supervisión del profesor Mathias O.Senge, Cátedra de Química Orgánica, eligió un enfoque disruptivo de explorar la versión libre de metales de las porfirinas. Su trabajo ha creado una gama completamente nueva de receptores moleculares.

Al forzar a las moléculas de porfirina a girar del revés, en forma de silla de montar, pudieron explotar el núcleo del sistema que antes era inaccesible.

Luego, al introducir grupos funcionales cerca del centro activo, pudieron atrapar moléculas pequeñas, como contaminantes farmacéuticos o agrícolas, por ejemplo, pirofosfatos y sulfatos, y luego mantenerlos en la cavidad similar a un receptor.

Las porfirinas son compuestos de color intenso, por lo que cuando se captura una molécula objetivo, el color cambia drásticamente. Esto subraya el valor de las porfirinas como biosensores porque está claro cuándo han capturado con éxito sus objetivos.

Karolis Norvaiša, un Ph.D. financiado por el Irish Research Council. Investigador en Trinity, y primer autor del estudio, dijo:"Estos sensores son como trampas para moscas de Venus. Si deformas las moléculas, se asemejan a las hojas que se abren de una Venus atrapamoscas y, si miras dentro, hay pelos cortos y rígidos que actúan como desencadenantes. Cuando algo interactúa con estos pelos, los dos lóbulos de las hojas se cierran ".

Los grupos periféricos de la porfirina mantienen selectivamente las moléculas diana adecuadas en su lugar dentro de su núcleo, creando un bolsillo de encuadernación funcional y selectivo, exactamente de la misma manera que las proyecciones en forma de dedos de las trampas para moscas de Venus mantienen adentro a los desafortunados insectos objetivo.

El descubrimiento fue publicado recientemente en Edición internacional Angewandte Chemie .

El trabajo destaca el comienzo de un proyecto H2020 FET-OPEN en toda la UE llamado INITIO, cuyo objetivo es detectar y eliminar contaminantes. El trabajo fue posible gracias a la financiación inicial de Science Foundation Ireland y un premio de profesor invitado August-Wilhelm Scheer para el profesor Senge en la Universidad Técnica de Munich.

El profesor Senge agregó:"Comprender las interacciones del núcleo de porfirina es un hito importante para los catalizadores similares a enzimas artificiales basados ​​en porfirina. Lenta pero seguramente llegaremos al punto en el que podamos realizar y utilizar todo el potencial de las interfaces de porfirina-sustrato para eliminar contaminantes, monitorear el estado del medio ambiente, amenazas a la seguridad del proceso, y entregar diagnósticos médicos ".