Por diseño, las moléculas sintéticas suelen tener funciones específicas para prevenir o acelerar reacciones entre otras moléculas. Para ayudar a controlar reacciones más complicadas, los investigadores pueden aprovechar el espacio libre en una molécula para sintetizar otra estructura química. El conjunto anfitrión-invitado puede inducir mejor la reacción específica deseada que cualquiera de los componentes individualmente, si los científicos que diseñan el conjunto lo hacen bien.
Un equipo de varias instituciones con sede en China ha informado sobre un nuevo grupo (el huésped) que se nucleó dentro de un nanorreactor de polioxometalato (POM), el anfitrión. El conjunto huésped-huésped resultante tiene una actividad similar a la peroxidasa mejorada, lo que significa que podría ayudar a acelerar las reacciones que implican la descomposición del H2. O2 .
Según los investigadores, estas reacciones son fundamentales en los procesos biológicos, como la protección del material genético del daño de la oxidación, y tienen implicaciones para los procesos biotecnológicos avanzados.
Publicaron su trabajo en Polyoxometalates .
"Las ventajas de la síntesis espacial no se limitan a la personalización de la forma, el tamaño y la composición, sino a la orientación precisa de los cristales y la posición espacial de los productos deseados", dijo el autor correspondiente Peng Yang, profesor de la Facultad de Química e Ingeniería Química. , Centro de Investigación en Ingeniería Avanzada del Ministerio de Educación, Universidad de Hunan.
"Desde la nanotecnología hasta la ingeniería de cristales, se han empleado una multitud de fuerzas químicas para dirigir el crecimiento confinado de componentes invitados dentro de los contenedores anfitriones, como nanotubos de carbono o estructuras/jaulas organometálicas".
El POM es una estructura molecular que consta de múltiples iones metálicos y átomos de oxígeno compartidos con una cavidad en el centro. En esta cavidad, los investigadores sintetizaron un nuevo grupo multicomponente utilizando iones cargados positivamente de hierro y cerio, así como fosfato. El grupo se nucleó, lo que significa que formó un grupo con un centro claro en la cavidad del POM.
"Descubrimos que se pueden obtener nuevas estructuras de polioxometalatos confinando los sintones dentro de nanoespacios específicos, y el método sintético confinado destaca por permitirnos aprovechar esos nanoespacios", dijo Yang, explicando que los sintones no son un reactivo, pero pueden indicar la Inicio de un reactivo necesario para sintetizar una molécula objetivo. "Dentro de la cavidad de este polioxometalato, logramos nuclear con éxito este nuevo grupo por primera vez".
Los investigadores analizaron la estructura y composición del grupo, además de investigar sus funciones potenciales. Según Yang, los estudios preliminares sobre el grupo POM arrojaron resultados prometedores que atestiguan su capacidad para detectar ácido ascórbico, un antioxidante que ayuda a proteger las células del oxígeno libre que puede provocar daños, con alta sensibilidad y especificidad.
"Este trabajo abre más posibilidades en el desarrollo de ensamblajes moleculares basados en POM, desde la síntesis personalizada pasando por el diseño estructural hasta la expansión de aplicaciones", afirmó Yang.
Más información: Hong-Xin Sheng et al, Del crecimiento confinado a una actividad mejorada similar a la peroxidasa:nucleación de un grupo Fe III-Ce III-oxo mediado por fosfato dentro del nanorreactor {P 8W 48}, Polioxometalatos (2024). DOI:10.26599/POM.2024.9140060
Proporcionado por Tsinghua University Press
