دانشمندان فرضیهای مربوط به سال ۱۹۵۸ را که توسط رونالد برزلو مطرح شده بود، تأیید کردند؛ این فرضیه بیان میکرد که ویتامین B1 (تیامین) میتواند در آب ساختاری شبیه «کاربن» تشکیل دهد.
به گزارش سیناپرس، گروهی به سرپرستی وینسنت لاوالو در دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، این مولکول بسیار واکنشپذیر را با استفاده از یک «زره محافظ»، پایدار کردند، به طوری که توانست ماهها بدون تجزیه باقی بماند و با روشهایی مانند طیفسنجی و بلورشناسی مورد مشاهده قرار گیرد.
به نقل از ساینسدیلی، این دستاورد که در مجله Science Advances منتشر شده، یک معمای زیستشیمیایی ۶۷ ساله را حل میکند و راه را برای تولید شیمیایی سبزتر هموار میسازد. با امکانپذیر کردن عملکرد کاتالیزورهای مبتنی بر کاربن در آبِ غیرسمی بهجای حلالهای آلی خطرناک، این کشف میتواند صنعت داروسازی را متحول کرده و شباهت بیشتری به شیمی طبیعی سلولها ایجاد کند.
شیمیدانان موفق شدند کاری را انجام دهند که بسیاری آن را غیرممکن میدانستند: پایدار کردن یک مولکول فوقالعاده واکنشپذیر در آب که یک نظریه ۶۷ ساله درباره ویتامین B1 را تأیید میکند. این پیشرفت نه تنها یک معمای قدیمی زیستشیمی را حل میکند، بلکه مسیرهایی پاکتر و کارآمدتر برای تولید داروها پیشنهاد میدهد.
در مرکز این کشف، «کاربن» قرار دارد؛ شکلی از اتم کربن که تنها ۶ الکترون ظرفیت دارد. در شرایط عادی، اتمهای کربن با داشتن هشت الکترون پایدارتر هستند. داشتن فقط ۶ الکترون باعث میشود کاربنها بسیار ناپایدار باشند و تقریباً بلافاصله با محیط اطراف خود واکنش دهند. در آب، آنها معمولاً خیلی سریع تجزیه میشوند.
برای دههها، دانشمندان معتقد بودند که ویتامین B1 که به نام تیامین نیز شناخته میشود، ممکن است به طور موقت در داخل سلولها ساختاری شبیه کاربن تشکیل دهد تا به انجام واکنشهای زیستشیمیایی ضروری کمک کند. اما بهدلیل ناپایداری شدید این مولکول، هیچکس نتوانسته بود آن را مستقیماً در چنین شرایطی مشاهده کند.
نخستین کاربن پایدار در آب مشاهده شد
اکنون پژوهشگران موفق شدهاند کاربنی را بسازند که در آب پایدار باقی میماند. آنها نه تنها آن را تولید کردند، بلکه آن را جدا کرده، در یک لوله مهر و موم کردند و مشاهده کردند که ماهها سالم باقی میماند.
این نخستین باری است که کسی توانسته یک کاربن پایدار را در آب مشاهده کند. وینسنت لاوالو، استاد شیمی در دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید و نویسنده مسئول مقاله، میگوید: بسیاری فکر میکردند این یک ایده دیوانهوار است. اما مشخص شد که برزلو درست میگفت.
تأیید یک فرضیه از سال ۱۹۵۸
به نقل از ایسنا، لاوالو به رونالد برزلو، شیمیدان دانشگاه کلمبیا، اشاره میکند که در سال ۱۹۵۸ پیشنهاد داده بود ویتامین B1 میتواند به کاربن تبدیل شود تا واکنشهای زیستشیمیایی کلیدی را ممکن کند. با وجود تأثیرگذاری این ایده، به دلیل ناپایداری شدید کاربنها بهویژه در آب این فرضیه هرگز اثبات نشده بود.
برای حل این مشکل، تیم لاوالو یک ساختار مولکولی محافظ را طراحی کرد که کاربن را احاطه میکند. او این ساختار را «لباس زرهی» توصیف میکند که برای محافظت از مرکز واکنشپذیر در برابر آب و مولکولهای اطراف ساخته شده است. با این محافظت، کاربن به اندازه کافی پایدار میشود تا بتوان آن را با روشهایی مانند طیفسنجی رزونانس مغناطیسی هستهای و بلورشناسی پرتو ایکس به دقت بررسی کرد؛ شواهدی روشن که نشان میدهد چنین مولکولهایی میتوانند در آب وجود داشته باشند.