Ekspertai pasiekė neįtikėtiną rezultatą, stabilizuodami itin reaktyvią molekulę vandenyje, kas patvirtino 67 metų senumo teoriją apie vitamino B1 vaidmenį organizme. Šis atradimas ne tik išsprendžia ilgalaikį biocheminį mįslę, bet ir gali atverti kelią ekologiškesniems cheminiams gamybos metodams.
Reaktyvūs karbenai ir jų stabilizavimas
Chemininkai sėkmingai sukūrė karbeną – anglies formą, turinčią tik šešis valentinės elektronus. Normaliai anglies atomai yra stabiliausi turėdami aštuonis elektronus, tad karbenai, turintys vos šešis, yra itin nestabilūs ir beveik iš karto reaguoja su aplinka. Vandenyje jie paprastai iš karto suyra.
Vitaminas B1 ir jo teorija
Dešimtmečius mokslininkai manė, kad vitaminas B1, dar žinomas kaip tiamino, viduje ląstelių gali trumpam suformuoti karbenui panašią struktūrą, padedančią vykdyti esmines biochemines reakcijas. Tačiau dėl molekulės didelio nestabilumo niekas negalėjo tiesiogiai jos stebėti tokiose sąlygose.
Pirmasis stabilus karbenas vandenyje
Tyrėjams pavyko sukurti karbeną, kuris išlieka stabilus vandenyje. Jie ne tik jį sukūrė, bet ir izoliuoja, uždarė jį vamzdyje ir stebėjo, kad jis išlieka nepažeistas mėnesius. Šie duomenys buvo paskelbti žurnale „Science Advances“.
Teorijos patvirtinimas
Vincentas Lavallo, chemijos profesorius, pažymėjo, kad tai pirmas kartas, kai buvo stebėtas stabilus karbenas vandenyje. Jis pasakė: „Žmonės manė, kad tai buvo beprotiška idėja. Bet pasirodo, Breslow buvo teisus.“
Link ekologiškesnės chemijos
Karbenai plačiai naudojami kaip „ligandai“, kurių reikia metalų katalizatoriams, padedantiems vykdyti chemines reakcijas. Šie katalizatoriai vaidina svarbų vaidmenį gaminant farmacinius preparatus, kurą ir kitus medžiagas. Tačiau daugelis šių procesų priklauso nuo toksiškų organinių tirpiklių.
Stabilizavus karbenus vandenyje, tyrėjai galėjo atverti duris saugesnei ir aplinkai draugiškesnei cheminei gamybai. „Vanduo yra idealus tirpiklis – jis gausus, netoksiškas ir draugiškas aplinkai“, – sakė Varun Raviprolu, tyrimo pirmasis autorius.
Geresnis chemijos atkartojimas gyvose ląstelėse
Galimybė sukurti ir palaikyti reaktyvias tarpinės molekules vandenyje taip pat priartina mokslininkus prie natūralios chemijos atkūrimo gyvose ląstelėse, kurios daugiausia sudarytos iš vandens. „Yra kitų reaktyvių tarpininkų, kurių mes niekada negalėjome izoliuoti, kaip šis“, – sakė Lavallo.
Pasiekimas, kupinas prasmės
Lavallo, dirbantis su karbenais jau 20 metų, šį pasiekimą laiko tiek moksliniu, tiek asmeniniu laimėjimu. „Prieš 30 metų žmonės manė, kad šių molekulių net negalima pagaminti. Dabar mes galime jas uždaryti vandenyje. Ką Breslow sakė prieš tiek metų – jis buvo teisus“, – teigė jis.
Raviprolu šį atradimą laiko plačia pamoka apie atkaklumą moksle. „Kas nors, kas šiandien atrodo neįmanoma, rytoj gali tapti įmanoma, jei toliau investuosime į mokslą“, – sakė jis.
