Confirmarea unei teorii vechi de aproape 70 de ani: Vitamina B1 ar putea acționa prin intermediul unor carbenes stabile în apă
Unul dintre cele mai captivante aspecte ale științei este abilitatea sa de a menține o idee vie de-a lungul decadelor, până când tehnologia și cunoașterea progresează suficient pentru a o susține. Așa s-a petrecut cu o teorie formulată inițial în 1958 de chimistul Ronald Breslow, care a propus că vitamina B1, cunoscută și ca tiamină, își exercită rolul biologic printr-un intermediar molecular extrem de reactiv și instabil: carbenele.
De-a lungul decadelor, conceptul a fost considerat improbabil, deoarece aceste molecule nu pot supraviețui în prezența apei – un mediu omniprezent în organismul uman. Cu toate acestea, recent, o echipă de la University of California, Riverside, coordonată de Vincent Lavallo, a reușit ceea ce părea imposibil: să stabilizeze o carbenă în apă timp de mai multe luni, validând astfel teoria lui Breslow.
Ce este o carbenă și de ce este greu de stabilizat în apă?
Carbena este o moleculă intermediară care conține un atom de carbon cu doar două legături și o pereche de electroni neîmpărțiți. Acestea sunt extrem de reactive și instabile, având tendința de a reacționa rapid cu orice alt compus din apropiere. În apă, carbenelor nu le este favorabil: ele reacționează imediat și dispar, de aceea cercetătorii au crezut vreme de decenii că nu pot exista stabil în mediul acvatic biologic.
Descoperirea echipei lui Lavallo: armura moleculară
Realizarea echipei de la UC Riverside constă într-o tehnică ingenioasă de „protejare” a carbenelor. Cercetătorii au dezvoltat o structură de protecție moleculară – o „armură” – care învelește molecula reactivă, izolând-o de interacțiunea directă cu apa din jur. Acest scut molecular permite supraviețuirea carbenei într-un mediu acvatic, un aspect de neimaginat până recent.
Prin imagistica de înaltă rezoluție și teste chimice suplimentare, carbena stabilizată a fost menținută intactă în apă timp de până la șase luni. Se consideră astfel că tiamina, în forma sa activă, ar putea utiliza în mod natural carbenes pentru a susține procesele metabolice ale organismului uman.
Implicații pentru știință și industrie
Această descoperire are ecouri semnificative nu doar în biochimie, ci și în industria chimică și farmacologică. Dacă putem obține carbenes stabile în apă, am putea utiliza acest solvent universal – care este ieftin, abundent și non-toxic – în locul altor solvenți chimici periculoși, utilizați în prezent în reacții industriale.
În viziunea chimistului Varun Raviprolu de la UCLA, aceasta ar putea deschide drumul către o „chimie verde”, care să reducă poluarea și riscurile industriale: „Apa este solventul ideal. Dacă putem face ca acești catalizatori puternici să funcționeze în apă, este un pas uriaș spre o chimie mai sustenabilă”.
O descoperire neașteptată, dar revoluționară
Surprinzător, Lavallo și colaboratorii săi nu au avut ca scop validarea teoriei lui Breslow. Proiectul lor s-a axat pe comportamentul general al moleculelor reactive. Confirmarea teoriei din 1958 a apărut neașteptat în urma analizelor de laborator. Așa cum se întâmplă adesea în știință, marile descoperiri nu derivă întotdeauna din căutarea directă a unui răspuns, ci apar „din întâmplare”, în timp ce se explorează alte direcții de cercetare.
Importanța unei idei bune – chiar și fără dovezi imediate
Cazul carbenei din vitamina B1 este o lecție valoroasă despre perseverență.
