Určovanie polohy atómov v kryštáloch všetkých druhov materiálov má zásadný význam pre náš každodenný život.
Zdroj: iStockphoto.com
Prehodiť si pri obúvaní ľavú topánku za pravú je nepríjemné, ale zameniť rovnakým spôsobom pri výrobe liečiv molekuly môže byť osudné – namiesto lieku vznikne jed. Tomu pomôže zabrániť nová metóda tímu medzinárodných vedcov vedeného Lukášom Palatinusom z Fyzikálneho ústavu Akadémie vied ČR. Unikátny postup určovania polohy atómov v kryštáloch publikovali minulý týždeň v časopise Nature Chemistry.
Na orientácii záleží
Rozlíšiť ľavú a pravú nohu je ľahké. Ale ako rozlíšiť dve formy molekúl, ktoré sú zároveň navzájom svojimi zrkadlovými obrazmi, a pritom nie sú vidieť ani pod najlepším mikroskopom? Tím kryštalografov z Fyzikálneho ústavu AV ČR túto otázku rieši dlhodobo. Aktuálny výsledok nadväzuje na desaťročia trvajúci predchádzajúci výskum. Popri kolegoch zo Štokholmskej univerzity sa na ňom podieľali najmä bývalí postdoktorandi Lukáša Palatinusa, ktorí teraz pôsobia na univerzitách v Brémach a Hannoveri.
„Keby ste si osladili múčnik sladidlom L-aspartám, bol by sladký. Ak by ste ale použili zrkadlovo obrátenú molekulu D-aspartámu, sladkú chuť by ste neucítili. Určenie tejto takzvanej absolútnej konfigurácie molekúl je kľúčovou súčasťou analýzy kryštálových štruktúr. Novovyvinutá metóda poskytuje prostriedok, ako ju rýchlo a spoľahlivo určiť, a to aj z materiálov, v prípade ktorých to doteraz nebolo možné alebo si to vyžadovalo oveľa zložitejšie techniky,“ vysvetľuje prínos postupu Lukáš Palatinus.
Vývoj nových liekov. Zdroj: iStockphoto.com
Konfigurácia molekúl je našou každodennou súčasťou
Na skúmanie atómovej štruktúry veľmi malých kryštálov, z ktorých niektoré majú veľkosť oveľa menšiu ako jeden mikrometer, vedci použili techniku, zvanú trojrozmerná elektrónová difrakcia s kontinuálnou rotáciou. Túto techniku spojili s presným výpočtom efektov, ktoré opisujú správanie elektrónov pri interakcii s kryštálmi.
Prednosťou uvedenej kombinácie a tiež hlavným prínosom novej publikácie v Nature Chemistry je v porovnaní s inými postupmi ľahšie, spoľahlivejšie, rýchlejšie a lacnejšie získavanie presných kryštálových štruktúr vrátane absolútnej konfigurácie. „Určovanie polohy atómov v kryštáloch všetkých druhov materiálov má zásadný význam pre náš každodenný život – ovplyvňuje nielen funkciu liekov, ale napríklad aj zloženie pracích práškov alebo vývoj nových súčiastok pre počítače,“ uvádza Lukáš Palatinus.
Akademické inštitúcie majú softvér zadarmo
Vyvinutú metódu si tím vedcov nechal patentovať v Európe, no tiež v Spojených štátoch a Číne, zatiaľ čo vytvorený softvér môžu akademické inštitúcie využívať zadarmo. Záujem o kúpu softvéru a licenciu k patentu prejavuje i súkromný sektor, zaobstarať si ho chcú predovšetkým farmaceutické firmy, ktorým pomôže určiť absolútnu konfiguráciu napríklad prírodných produktov pri výrobe nových liekov.
Pomôže zabrániť podobným katastrofám spôsobeným rozdielmi v účinkoch zrkadlovo prevrátených molekúl, ako bol napríklad prípad lieku Contergan, ktorý spôsobil vývojové chyby u novorodencov matiek, ktoré užívali liek v tehotenstve.
Zdroj: AV ČR
(JM)
