Naukowcy potwierdzili 67-letnią hipotezę. „Niemożliwe” odkrycie

Zespół naukowców z University of California Riverside potwierdził hipotezę, która została określona w 1958 r. przez Ronalda Breslowa, amerykańskiego chemika i dotyczyła witaminy B1. Nowe odkrycie może mieć duży wpływ na proces wytwarzania m.in. leków.

Publikacja: 04.05.2025 15:00

Zespół naukowców potwierdził biochemiczną hipotezę, która może mieć wpływ na proces produkcji leków

Zespół naukowców potwierdził biochemiczną hipotezę, która może mieć wpływ na proces produkcji leków i paliwa

Foto: Adobe Stock

Ronald Breslow, chemik z Columbia University, w 1958 r. wysunął hipotezę, że witamina B1 może przekształcić się w karben, aby napędzać przemiany biochemiczne w organizmie. Mimo że naukowiec przedstawił swój pomysł w przekonujący sposób, karbeny były uznawane za bardzo niestabilne cząsteczki, zwłaszcza w wodzie. W związku z tym przez lata nikt nie potrafił udowodnić, że faktycznie istnieją w środowisku biologicznym.

Zespół naukowców dokonał niemożliwego

Karben to cząsteczka zawierająca atom węgla z sześcioma elektronami walencyjnymi. Tymczasem, aby węgiel zachował stabilność, musi mieć wokół siebie osiem elektronów. Z powodu swojej budowy karben jest chemicznie niestabilny, wysoce reaktywny i natychmiast rozkłada się w wodzie. Naukowcy już od wielu lat podejrzewali, że witamina B1 może tworzyć w naszych komórkach strukturę podobną do karbenu, aby przeprowadzać ważne procesy w organizmie. Problemem była jednak reaktywność i niestabilność cząsteczki, a zważywszy na to, że ciało człowieka w większości składa się z wody, nie było wiadomo, jak może wyglądać ten proces.

W najnowszym badaniu naukowcom udało się osiągnąć coś, co przez długi czas było uważane za niemożliwe, a mianowicie ustabilizować reaktywną cząsteczkę w wodzie. To jednak nie wszystko. Badacze nie tylko wytworzyli stabilny karben w wodzie, ale również go wyizolowali, a następnie zamknęli w probówce i obserwowali przez miesiące. Okazało się, że cząsteczka pozostała w nienaruszonym stanie. Artykuł na temat ich odkrycia został opublikowany w „Science Advances”.

Czytaj więcej

Szympansom bliżej do zachowań ludzi, niż nam się wydawało. Nowe wyniki badań

„To pierwszy raz, kiedy ktoś był w stanie zaobserwować stabilny karben w wodzie. Ludzie uważali to za szalony pomysł. Ale okazuje się, że Breslow miał rację” – powiedział Vincent Lavallo, profesor chemii na UC Riverside i jeden z autorów artykułu.

W jaki sposób badaczom udało się ustabilizować reaktywną cząsteczkę?

Naukowcom udało się ustabilizować karben dzięki obudowaniu go specjalnym „pancerzem”. W praktyce badacze zsyntezowali w laboratorium cząsteczkę, której zadaniem była ochrona reaktywnego karbenu przed wodą i innymi cząsteczkami. W ten sposób powstała stabilna struktura, którą można było zbadać za pomocą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego i krystalografii rentgenowskiej. Dzięki temu naukowcy udowodnili, że karbeny faktycznie mogą istnieć w wodzie. Pokazuje to również, że witamina B1 może przyjąć tę formę, aby pełnić swoje funkcje w organizmie.

Czytaj więcej

Naukowcy zbadali szkielet rzymskiego gladiatora. Przełomowe wyniki analiz

Odkrycie naukowców nie tylko rozwiązuje niemal 70–letnią biochemiczną zagadkę, ale może mieć również zastosowanie przemysłowe. Możliwość stabilizacji karbenów w wodzie prawdopodobnie pozwoli zastąpić nimi bardziej toksyczne i niebezpieczne substancje w reakcjach chemicznych. To z kolei w przyszłości przełoży się na czystszą, tańszą, wydajniejszą i bardziej ekologiczną produkcję wyrobów farmaceutycznych oraz paliw. 

„Woda jest idealnym rozpuszczalnikiem – jest jej pod dostatkiem, jest nietoksyczna i przyjazna dla środowiska. Jeśli uda się nam sprawić, aby te silne katalizatory działały w wodzie, będzie to duży krok w kierunku bardziej ekologicznej chemii” – powiedział chemik Varun Raviprolu z University of California w Los Angeles, jeden z autorów badania.

Wiedza, że takie cząsteczki jak karben mogą być generowane i przetrwać w wodzie, przybliża naukowców do naśladowania rodzaju chemii, która zachodzi naturalnie w komórkach człowieka. Profesor Lavallo przyznał, że istnieją jeszcze inne reaktywne związki, których nigdy nie udało się wyizolować. Być może dzięki zastosowaniu podobnych strategii, w końcu uda się je zobaczyć i zbadać. Naukowcy chcą również sprawdzić, dlaczego zastosowanie „pancerza” zmniejszyło reaktywność cząsteczki.

Ronald Breslow, chemik z Columbia University, w 1958 r. wysunął hipotezę, że witamina B1 może przekształcić się w karben, aby napędzać przemiany biochemiczne w organizmie. Mimo że naukowiec przedstawił swój pomysł w przekonujący sposób, karbeny były uznawane za bardzo niestabilne cząsteczki, zwłaszcza w wodzie. W związku z tym przez lata nikt nie potrafił udowodnić, że faktycznie istnieją w środowisku biologicznym.

Zespół naukowców dokonał niemożliwego

Pozostało jeszcze 89% artykułu
Nauka
Picasso w świecie biznesu. Dlaczego powstają korporacyjne kolekcje sztuki
Nauka
Sprawdzian z góralskiego. Czy da się jeszcze ocalić mowę Podhala?
Nauka
Szympansom bliżej do zachowań ludzi, niż nam się wydawało. Nowe wyniki badań
Materiał Partnera
Jak postrzegamy UE? Co myślimy w zależności od mediów, z których korzystamy?
Materiał Promocyjny
Tech trendy to zmiana rynku pracy
Nauka
Tajny rosyjski satelita „nie jest już operacyjny”. Wywoływał spore obawy
Materiał Partnera
Polska ma ogromny potencjał jeśli chodzi o samochody elektryczne