Científic de l’ICMol descobreix nou mecanisme de control de la porositat en materials moleculars / UV
Científics de l’Institut de Ciència Molecular de la Universitat de València (ICMol) fan un pas avant en les seues investigacions entorn dels anomenats ‘metal-organic frameworks’ (MOFs) o xarxes metall-orgàniques. Es tracta de compostos singulars de gran riquesa química que, gràcies a la versatilitat dels seus components, troben aplicacions en molt diversos camps de Química i Ciència dels Materials.
Els materials porosos moleculars són objecte d’estudi per part de nombrosos grups d’investigació en tot el món. Entre aquests compostos, que permeten la introducció de molècules a través de les cavitats de la seua estructura, els anomenats metal-organic frameworks (MOFs) o xarxes metall-orgàniques posseïxen una gran riquesa química gràcies a la seua naturalesa modular. La seua capacitat per a exhibir porositat permanent i la quantitat de variacions que permeten els seus components són factors que faciliten el desenvolupament de nous materials amb aplicacions en camps molt diversos de la Ciència dels Materials, com ara emmagatzemament i separació de gasos, catàlisi, sensors, magnetisme, òptica o aplicacions biomèdiques.
Carlos Martí-Gastaldo, investigador Ramón y Cajal en l’Institut de Ciència Molecular -en el Parc Científic de la Universitat de València- acaba de publicar en Nature Chemistry la descripció d’un nou mecanisme de control de la porositat en MOFs. L’article demostra que la modificació selectiva d’aminoàcids (unitats essencials de les proteïnes) en pèptids (cadenes d’aminoàcids), i la seua incorporació a xarxes metall-orgàniques, permeten modular la porositat i resposta estructural de la xarxa front a molècules en aquests materials porosos.
La introducció d’aminoàcids, com la serina, en determinats compostos moleculars -concretament en dipèptids amb seqüència Gly-X-, és fonamental per a controlar la resposta dinàmica d’aquestes xarxes basades en pèptids. La diferència respecte a altres mecanismes de modulació de la porositat en MOFs està relacionada amb el tancat cooperatiu dels porus davant de la introducció d’aminoàcids específics. Aquest tipus de control sobre la porositat recorda a les mutacions simples en proteïnes, on la modificació d’un únic aminoàcid pot alterar la seua estructura i funció biològica.
Aquests resultats, que deriven del seu recent treball amb el professor Matthew J. Rosseinsky en la University of Liverpool, obrin la porta al desenvolupament de sistemes més complexos per a accedir a materials porosos d’interés en catàlisi asimètrica, una àrea de notable importància en Química que contribueix, per exemple, a la preparació de fàrmacs més eficients i segurs.
Carlos Martí-Gastaldo s’ha incorporat a l’ICMol com a investigador Ramón y Cajal després del seu pas per la University of Liverpool com a investigador Marie Curie (2010- 2012) i URF Fellow de la Royal Society of Chemistry (2013-2014). El seu treball és multidisciplinari i comprén diferents camps en Química i Ciència dels Materials. Entre els resultats de la seua investigació, destaca el disseny de materials híbrids multifuncionals o el desenvolupament de MOFs biomimètics basats en pèptids. El seu treball ha sigut publicat en les principals revistes científiques d’impacte, com Nature Chemistry, Angewandte Chemie International Edition, Journal of American Chemical Society o Advanced Materials, i ha sigut reconegut amb premis com el Suschem Postdoc en 2011. ♦
C. Martí-Gastaldo, D. Antypov, J. E. Warren, M. E. Briggs, P. A. Chater, P. V. Wiper, G. J. Miller, Y. Z. Khimyak, G. R. Darling, N. G. Berry & M. J. Rosseinsky ‘Side-chain control of porosity closure in single-and multiple-peptide-based porous materials by cooperative folding’. Nature Chem. 6, 343–351 (2014)
