Investigadores de la Universidad del País Vasco han realizado modelos computacionales para entender y mejorar procesos de síntesis química. En concreto, aplicados a un nuevo modelo experimental desarrollado en la Universidad de Zürich para crear moléculas cíclicas complejas de una manera muy eficiente.
El grupo de investigación liderado por el profesor Enrique Gómez Bengoa del Departamento de Química I de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), en colaboración con el grupo de la profesora Cristina Nevado de la Universidad de Zürich, ha publicado recientemente en la revista Nature Communications un estudio sobre la modelización computacional para entender y mejorar los procesos de síntesis química.
“La práctica totalidad de los medicamentos actuales –explica Gómez Bengoa– son compuestos orgánicos que se sintetizan industrialmente en procesos muy complejos, a menudo laberínticos, y también caros. A esta misma familia de moléculas orgánicas con actividad biológica pertenecen otras sustancias como los herbicidas o pesticidas, y no solo estos, sino todas las moléculas presentes en los organismos vivos, las hormonas, los metabolitos primarios y secundarios, o las responsables de dar olor y sabor a los alimentos. La naturaleza lleva sintetizando estas sustancias espontáneamente millones de años y nosotros hemos aprendido a prepararlas en el laboratorio, por métodos similares en algunos casos”.
El grueso de la investigación lo ha realizado el grupo de la profesora Nevado, que ha llevado a cabo los métodos experimentales, las reacciones de laboratorio. Allí han desarrollado un método nuevo y muy potente para sintetizar un tipo de moléculas cíclicas estructuralmente complejas (del grupo de las cetonas), de una manera muy eficiente, rápida y sin usar reactivos demasiado 'problemáticos'. El descubrimiento se basa en el uso de un proceso radicálico (mediante reacción de radicales) en una sola etapa, cuando antes eran necesarias varias etapas para llegar al mismo objetivo.
Aportación computacional
"La aportación de nuestro grupo en Donostia es estudiar estas reacciones por métodos de cálculo computacional, con el objetivo de entender cómo ocurren, cuál es su mecanismo", señala Gómez Bengoa, que añade: "Hoy en día, los ordenadores nos permiten ‘ver’ cómo se mueven los átomos durante una reacción química”.
De hecho, los cálculos de este estudio se han llevado a cabo en el clúster de cálculo científico de la UPV/EHU, “puntero en esta materia, que da servicio a muchos grupos de investigación, con la ayuda imprescindible del personal de los Servicios Generales de Informática (SGIker) de nuestra universidad”, apunta el investigador.
Referencia bibliográfica:
Shu, Wei; Llorente, Adriana; Gómez-Bengoa, Enrique; Nevado, Cristina. "Expeditious diastereoselective synthesis of elaborated ketones via remote Csp3-H functionalization". Nature Communications 8: 13832, 2017.
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha concedido la mitad de este galardón al bioquímico estadounidense David Baker por diseñar desde cero nuevas proteínas mediante su programa RoseTTAFold. La otra mitad la comparten el británico Demis Hassabis y el también estadounidense John M. Jumper, ambos de la empresa DeepMind de Google, que lograron predecir las estructura proteicas con IA.
Un estudio internacional con participación del CSIC ha demostrado que reemplazar un solo átomo en posiciones estratégicas de la secuencia genética puede revertir su dirección de rotación. Según los autores, el hallazgo podría convertirse en una importante diana terapéutica al desempeñar un papel importante en diversos procesos biológicos.
