Um corpo humano tem mais de 10 à potência de 27 moléculas com aproximadamente cem mil formas diferentes e funções. As Interacções entre moléculas determinam nossa estrutura e mantêm-nos vivos. Os Pesquisadores no Max Planck Institute para a Pesquisa De Circuito Integrado em Estugarda em colaboração com cientistas do Instituto de Fraunhofer em Freiburg e em Colagem Londres do Rei seguiram a interacção de somente duas moléculas individuais para mostrar ao mecanismo básico reconhecimento subjacente dos dipeptides. Por meio dos filmes da microscopia da escavação de um túnel da exploração e das simulações teóricas mostraram como as interacções dinâmicas induzem o ajuste molecular necessário para transferência da informação estrutural a uns níveis mais altos de complexidade. Esta imagem dinâmica ilustra como o reconhecimento trabalha muito nas primeiras etapas, seguindo para trás o trajecto na evolução da matéria complexa. (Angewandte Chemie 20 de abril de 2007 internacional)
Se se pensa que há uns milhares de épocas mais moléculas que formam nosso corpo do que protagoniza no universo que é surpreendente como todas estas moléculas podem trabalhar junto tais organizada e maneira eficaz. Como pode nossos músculos contratam para nos fazer andam? Como pode o alimento ser metabolizado cada dia? Como podemos nós usar drogas específicas para aliviar a dor?
Para trabalhar como uma máquina perfeita, nosso corpo confia finalmente na capacidade de cada parte pequena (molécula) para conhecer uma função específica e um lugar fora das possibilidades incontáveis. Para fazer esta, as moléculas levam a informação em maneiras diferentes. Uma equipe internacional no Max Planck Institute para a Pesquisa De Circuito Integrado em Estugarda, em colaboração com cientistas do Instituto de Fraunhofer em Freiburg e Faculdade Londres do Rei estão procurando encontrar como a informação pode ser passada sobre muito nas primeiras etapas: do único nível da molécula às estruturas da complexidade e da funcionalidade crescentes.
A chave a compreender todos os processos biológicos é reconhecimento. Cada molécula tem uma composição e uma forma originais que permita que interaja com outras moléculas. As interacções entre moléculas deixaram-nos - assim como as bactérias, os animais, as plantas e outros sistemas vivos - movem-se, detectam-se, reproduzem-se e realizam-se os processos que mantêm todas as criaturas vivas vivas.
Um exemplo muito comum do reconhecimento pode ser experimentado no dia-a-dia sempre que um encontra alguém e agita os assistentes. Em princípio, um pode igualmente agitar mãos esquerdas; o facto de que nós o fazemos com o direito foi historicamente um sinal da paz, usado para mostrar que ambos os povos não guardaram nenhuma arma. Mas, mande-o nunca tentar agitar o assistente de uma pessoa que usa sua mão esquerda? Não importa como as duas mãos são orientadas, você nunca caberá sua mão esquerda com o assistente de seu amigo.
Muitas moléculas podem reconhecer-se e para transferir exactamente a informação da mesma forma, podem ser (d) ou “canhotas “destro”” (L). Esta propriedade chamada “chirality” é uma maneira espectacular de armazenar a informação: uma molécula chiral pode reconhecer as moléculas que têm o mesmo chirality (a mesma “destreza manual”, o L ao L ou o D a D) e para discriminar esses do chirality diferente (L a D e D a L).
Provavelmente um dos mistérios os mais emocionantes da Natureza é porque os blocos de apartamentos de vida, isto é os ácidos aminados (os blocos de apartamentos de proteínas) estão exclusivamente actuais no L chiral formulário e açúcares (que constituem o ADN) estão todos no formulário de D. Uma vez mais, a razão para esta preferência é “histórica”, mas esta vez vai para trás milhões de anos até as origens do mundo biológico. Os Cientistas acreditam que os formulários de vida actuais não poderiam existir sem o chirality uniforme (“homochirality”) destes blocos, porque os processos biológicos precisam a eficiência no reconhecimento conseguido com substâncias homochiral. Ou seja a separação de moléculas pelo chirality era o processo crucial durante a Era Arqueana em que a vida emergiu primeiramente.
Os Pesquisadores do Max Planck Institute para a Pesquisa De Circuito Integrado têm usado agora “o olho nanoscopic” de um microscópio da escavação de um túnel da exploração para fazer os filmes que seguem como duas moléculas fixadas (diphenylalanine, o motivo do reconhecimento do núcleo do polipeptídeo do amyloid de Alzheimer) do mesmo chirality podem formar estruturas (pares, correntes) quando as moléculas do chirality diferente discriminarem e não puderem formar estruturas estáveis.
Enquanto ocorre quando você agita a mão de seu amigo, o facto de que as duas mãos homochiral são complementares pela forma não é bastante, você que ambos têm que dinâmicamente adaptar e ajustar suas mãos para alcançar um ajuste melhor, uma situação confortável. Por uma combinação com as simulações teóricas feitas em Reis Faculdade Londres, os pesquisadores têm mostrado pela primeira vez este mecanismo dinâmico de como duas moléculas “agitam as mãos” e se reconhecem por mudanças conformational mutuamente induzidas a único nível da molécula.
Nós vivemos nas casas, vestimos a roupa e lemos os livros feitos da celulose chiral. A Maioria das moléculas que negociam os processos de vida como hormonas, anticorpos e receptors são chiral. Cinqüênta das cem drogas êxitos de vendas superiores no mundo inteiro são chiral. Com esta contribuição para o mecanismo básico do reconhecimento chiral, os pesquisadores seguiram não somente de volta muito às primeiras etapas na evolução de matéria viva mas igualmente derramaram a luz em nossa compreensão e o controle de materiais (sintéticos) sintéticos da complexidade crescente.