Jej čerstvo preskúmané vlastnosti by výskum v oblasti bioelektroniky mohli posunúť na novú úroveň.
Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphoto.com
Melaníny sú všadeprítomné polyméry, ktoré vznikajú oxidáciou fenolov a katecholov. Tieto látky poskytujú väčšine foriem života fotoochranu, pigmentáciu, sprostredkúvajú v organizme redoxnú reakciu a sú inšpiráciou pre vznik syntetických materiálov s požadovanými optickými, elektronickými a mechanickými vlastnosťami.
Chemické štruktúry melanínu sú stále nepolapiteľné, čo vytvára neistotu v tom, ako v skutočnosti fungujú. No medzinárodný tím výskumníkov v štúdii publikovanej tento týždeň v odbornom časopise Natural Chemistry izoloval kľúčovú molekulu melanínovej syntézy, ktorá sa viacerými fyzikálnymi vlastnosťami podobá na eumelanín (najčastejšie sa vyskytujúci ľudský typ melanínu, ktorý prepožičiava pleti a vlasom hnedú farbu). Zistili, že má mnoho spoločných vlastností s konečným produktom – samotným melanínom.
Ako pokrm z malého množstva ingrediencií
Profesor chémie a biochémie na Štátnej univerzite v Ohiu Bern Kohler prirovnáva melanín ku komplexnému jedlu, ktoré pozostáva len z niekoľkých ingrediencií. „Keďže melanínové granuly v koži obsahujú miliardy atómov, prekvapilo nás zistenie, že už na úrovni maličkej molekuly obsahujúcej len niekoľko desiatok atómov boli potvrdené vlastnosti podobné melanínu,“ uviedol vedec.
Za najpozoruhodnejší objav pritom považuje brilantnú zelenú farbu molekuly, ktorá dokáže absorbovať sýte červené žiarenie s vlnovou dĺžkou 660 nanometrov. „To musí byť pre takú malú molekulu veľmi ťažké. Ide o jednu z najmenších známych organických molekúl, ktoré dokážu absorbovať červené žiarenie takej dĺžky,“ poznamenal Kohler.
Poslúži aj v bioelektronickom výskume a pri získavaní alternatívnej energie?
Vďaka nezvyčajným vlastnostiam sa malá molekula pripomínajúca melanín stáva atraktívnou vyhliadkou na pokrok v bioelektronickom výskume, ktorého cieľom je v procese vývoja nových technológií a liečebných terapií prepojiť elektroniku so živými biomateriálmi.
Výsledky novej štúdie naznačujú, že by sa práve pomocou melanínu mohol raz zmeniť i spôsob, ako budú ľudia získavať energiu zo svojho okolia. „Časť našej stratégie pri implementovaní alternatívnej energie je vynájsť mechanizmus, ktorý by dokázal absorbovať fotóny svetla z celého slnečného spektra. A to je niečo, čo robí eumelanín celkom prirodzene,“ vysvetlil Kohler.
Výskumník verí, že objav molekuly podobnej melanínu motivuje k podobnému výskumu i ďalšie laboratóriá. Sám sa v nadchádzajúcich štúdiách plánuje zamerať na ďalšie malé molekulárne jednotky, ktoré by potenciálne mohli vykazovať vlastnosti melanínu. Pokrok v tejto oblasti by podľa jeho slov mohol zvýšiť dostupnosť syntetických náhrad biomateriálov.
Zdroj: Tech Explorist, Ohio State News, DOI: 10.1038/s41557-023-01175-4
(af)
