Химици са потвърдили 67-годишна теория за витамин В1, като са стабилизирали реактивна молекула във вода - постижение, което дълго време се смяташе за невъзможно. Откритието не само разрешава биохимична загадка, но и отваря вратата към по-екологични и по-ефективни начини за производство на фармацевтични продукти.
Въпросната молекула е карбен - вид въглероден атом със само шест валентни електрона. По принцип въглеродът е стабилен с осем електрона около него. Със само шест електрона той е химически нестабилен и силно реактивен. Във вода той обикновено се разлага незабавно. Но от десетилетия учените подозират, че витамин В1, известен още като тиамин, може да образува карбеноподобна структура в нашите клетки, за да извършва жизненоважни реакции в организма.
Сега за първи път изследователите не само са създали стабилен карбен във вода, но и са го изолирали, запечатали са го в епруветка и са наблюдавали как остава непокътнат в продължение на месеци. Това откритие е документирано в статия, публикувана миналата седмица в Science Advances.
"За първи път някой успява да наблюдава стабилен карбен във вода", заявява Винсент Лавало (Vincent Lavallo), професор по химия в Калифорнийския университет в Ривърсайд и автор на статията. "Хората си мислеха, че това е безумна идея. Но се оказа, че Бреслоу е бил прав."
Става дума за Роналд Бреслоу (Ronald Breslow), химик от Колумбийския университет, който през 1958 г. предлага, че витамин В1 може да се превърне в карбен, който да задвижва биохимични трансформации в организма. Идеята на Бреслоу е убедителна, но карбените са толкова нестабилни - особено във вода - че никой не може да докаже, че те наистина съществуват в биологична среда.
Екипът на Лавало успява да обвие карбена в нещо, което той нарича "броня" - молекула, която синтезират в лабораторията и която предпазва реактивния център от вода и други молекули. Получената структура е достатъчно стабилна, за да бъде изследвана със спектроскопия на ядрено-магнитен резонанс и рентгенова кристалография - това е убедително доказателство, че подобни карбени могат да съществуват във вода.
"Създадохме тези реактивни молекули, за да изследваме химията им, а не да се ръководим от историческа теория", коментира първият автор Варун Равипролу (Varun Raviprolu), който е завършил изследването като аспирант в Калифорнийския университет, а сега е постдокторант в Калифорнийския университет. "Но се оказа, че нашата работа потвърждава точно това, което Бреслоу е предложил преди толкова години."
Освен че потвърждава биохимична хипотеза, откритието има и практически последици. Карбените често се използват като "лиганди" или поддържащи структури в катализаторите на метална основа - химическите двигатели, използвани за производство на лекарства, горива и други материали. При повечето от тези процеси се използват токсични органични разтворители. Методът на изследователите за стабилизиране на карбените във вода може да помогне тези реакции да станат по-чисти, по-евтини и по-безопасни.
Синтез и определяне на 7′.(А) Синтез на карбеноид 6′ и карбен 7′. Реакцията е чиста и количествена, когато като основа се използва LiHMDS, а като разтворител - чист THF. (B) Триизмерен модел на запълване на пространството. (C) Термичен елипсоид, начертан до 50% вероятност. Цветен код: C, сиво; B, кафяво; N, синьо; Cl, зелено. Кредит: Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adr9681
"Водата е идеалният разтворител - тя е в изобилие, нетоксична и екологична", отбелязва Равипролу. "Ако успеем да накараме тези мощни катализатори да работят във вода, това ще е голяма стъпка към по-екологична химия."
Знаейки, че такива реактивни междинни молекули могат да бъдат генерирани и да оцелеят във вода, учените също така са една стъпка по-близо до имитирането на вида химия, която се случва естествено в клетките - които са изградени предимно от вода.
"Има и други реактивни междинни молекули, които никога не сме успявали да изолираме, точно като тази", пояснява Лавало. "Използвайки защитни стратегии като нашата, може би най-накрая ще успеем да ги видим и да се поучим от тях."
За Лавало, който е прекарал две десетилетия в проектиране на карбени, моментът е както професионален, така и личен.
"Само преди 30 години хората мислеха, че тези молекули дори не могат да бъдат направени", изтъкна той. "Сега можем да ги бутилираме във вода. Това, което Бреслоу каза преди толкова години, се оказа правилно."
За Равипролу откритието служи като напомняне за това, че трябва да се упорства в научните изследвания и открития.
"Нещо, което изглежда невъзможно днес, може да се окаже възможно утре, ако продължаваме да инвестираме в науката", посочва той.
Справка: Varun Tej Raviprolu et al, Confirmation of Breslow's hypothesis: A carbene stable in liquid water, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adr9681
Източник: Scientists finally confirm vitamin B1 hypothesis from 1958, Jules Bernstein, University of California - Riverside
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
Бешката
Трогателна среща в Москва на командирите на Союз и Аполо 40 години след скачването
dolivo
Нова храна за медоносните пчели, заместваща прашеца, дава надежда за оцеляването им
dolivo
Психеделици, сексуалност и себепознание: Какво разкрива първото проучване
dolivo
Полетът на Starliner до МКС през 2024 г. е бил много по-драматичен, отколкото знаем (видео)