Kimika fisikoak fisikaren printzipioak eta kontzeptuak aplikatzen ditu kimikaren oinarriak ulertzeko, eta materiaren molekula mailako eraldaketak nola eta zergatik gertatzen diren azaltzeko. Erreakzio edo prozesu kimiko batean molekulak nola aldatzen diren ulertzea du helburu kimika fisikoaren adar batek.

Ezinbestekoa da molekula kiralek urarekin dituzten interakzioak ulertzea, disolbatzaile horrek funtsezko eginkizuna betetzen baitu prozesu kimiko eta biologikoetan. Molekula kiralak atomo berdinez osatuta daude, baina ezin dira beren ispilu-irudiarekin gainjarri, eskuineko eta ezkerreko eskuekin edo zapata pare batekin gertatzen denaren antzera.

Testuinguru horretan, EHUko eta Biofisika Institutuko (CSIC/EHU) Espektroskopia Taldeak, Emilio J. Cocinero buru duela, prolinolak (sintesi asimetrikoan asko erabiltzen den katalizatzaile kiral eta laguntzailea) ur molekula batekin, birekin eta hirurekin nolako interakzioak dituen ikertu du. Talde horrek bereizmen handiko teknika espektroskopikoak baliatzen ditu molekula esanguratsuen egitura-analisia egiteko. Azterlan hau ikerketa-ildo horretan kokatzen da, eta Espainiako Biofisika Elkarteak (SBE) nabarmendu egin du berriki.

“Lan honi esker, bakoitza bere aldetik aztertu ohi diren hiru eskala lotu ahal izan dira: molekula isolatua, ur molekula gutxiko mikrosolbatazioa, eta disoluzioko portaera“, azaldu du Emilio J. Cocinero EHUko eta Biofisika Institutuko (CSIC/EHU) ikertzaileak.

Emaitzek zuzenean erakusten dute urak ez duela soilik "bitarteko" pasibo gisa jarduten, baizik eta paper aktiboa izan dezakeela molekulek hartzen duten forman. “Ikusi dugu ur molekula gutxi batzuk gai direla molekula kiral baten egitura gogokoena erabat aldatzeko. Eta hori garrantzitsua da; izan ere, molekula baten formak baldintzatu egiten du molekula horrek nola ezagutzen dituen beste molekula batzuk, nola erantzuten duen edo nola jarduten duen testuinguru biologiko edo kimiko batean”, adierazi du Cocinerok.

Prolinola molekula txikia da, baina oso adierazgarria. Asko erabiltzen da katalizatzaile gisa eta sintesi kimikoko eraikuntza-bloke gisa, eta, gainera, urarekin interakzio bortitza duten funtsezko bi talde funtzional ditu (alkohol bat eta amina bat). Hori dela eta, eredu ezin hobea da urak barne-loturekin nola lehiatzen duen eta egitura-aldaketak nola behartzen dituen aztertzeko. Gainera, egitura malgua duenez, aukera ematen du hidratazioak eragindako ondorioak argi eta garbi behatzeko. “Ura pixkanaka-pixkanaka gehitzen dugunean, prolinolak baldintza normaletan "kontrakoak” izango liratekeen egiturak hartzen dituela ikusten dugu. Urak benetako ‘etengailu konformazional‘ gisa jarduten du”, gehitu du ikertzaileak.

Gainera, azterlanak ikuspegi esperimentala du oinarri, eta bereizmen oso handiko errotazio-espektroskopia, kalkulu teorikoak, erresonantzia magnetiko nuklear bidezko disoluzio-azterketak eta simulazioak uztartzen ditu. Konbinazio horri esker, zehaztasun handiz konektatu daitezke prolinolak ur-molekula gutxi batzuekin soilik interakzioan dagoenean gertatzen dena eta molekula horrek berak disolbatuta dagoenean duen portaera erreala. “Uretan molekulek nola funtzionatzen duten ulertzeko, batzuetan nahikoa izaten da lupaz begiratzea zer egiten duten bi edo hiru disolbatzaile-molekulak. Ideia hori beste sistema kimiko eta biologiko askotarako garrantzitsua dela uste dugu“, ondorioztatu du.

Informazio osagarria

Ikerketa hori erakunde hauekin lankidetzan gauzatu da: King's College Londoneko Kimikako saila, Virginiako Unibertsitateko Kimikako saila, Madrilgo Kimika Organiko Orokorreko Institutua (IQOG-CSIC), eta Errioxako Unibertsitateko Kimikako saila eta Kimikako Ikerketa Institutua (IQUR).