Valencià:
La naturalesa empra camins elegants per a construir arquitectures complexes, com els macrocicles (molècules que contenen un anell de dotze o més àtoms) o les gàbies (estructures moleculars tridimensionals que posseeixen cavitats per a albergar altres molècules en el seu interior). Des del naixement de la química supramolecular s’han utilitzat macrocicles o macrobicicles per a aplicacions sofisticades, però la síntesi d’espècies tridimensionals preorganitzades ha sigut habitualment un desafiament.
D’altra banda, la naturalesa empra un nombre molt important de molècules quirals on els àtoms poden organitzar-se en l’espai de dues maneres diferents –d’igual manera que ho fan els dits de la mà dreta i la mà esquerra–, que semblen idèntiques, però no són superposables. Sorprenentment, en la construcció de moltes de les molècules naturals com les proteïnes (a partir d’aminoàcids) o els hidrats de carboni (a partir de sucres) s’observa la participació d’una sola d’aquestes dues disposicions (les proteïnes es formen amb aminoàcids de tipus S i no R), donant lloc al fenomen que es denomina «homoquiralitat». Entendre com s’ha arribat a aquesta homoquiralitat biològica és un tema essencial en les ciències de la naturalesa.
L’equip de recerca de Química Sostenible i Supramolecular del Departament de Química Inorgànica i Orgànica format pels professors Eduardo García-Verdugo, Belén Altava, Santiago V. Luis i el doctor Ferran Esteve, juntament amb el Premi Nobel Jean-Marie Lehn, ha aconseguit descriure l’autoassemblatge covalent dinàmic —assistit per aigua— de noves gàbies moleculars macrobicícliques seudopeptídiques doblement quirals, amb una autoselecció molt eficient d’homoquiralitat. Aquest treball ha sigut publicat en el número de juliol de la revista Chem.
Encara que existeixen alguns exemples ja descrits d’autoselecció homoquiral, el disseny proposat per aquest equip pot llançar llum sobre els complexos mecanismes que hi condueixen, en revelar que l’encapsulació de l’aigua és essencial per a això, mostrant un exemple no biològic del paper de l’aigua en la formació de molècules sofisticades que imiten comportaments biològics. De fet, l’encapsulació de molècules d’aigua discretes sembla ser la principal força impulsora d’aquest procés de verificació d’errors, actuant com una plantilla positiva per a estabilitzar les cavitats tridimensionals homoquirals i facilitar la seua formació.
Aquests resultats destaquen la funció del mitjà aquós en l’eficiència i selectivitat de la formació, així com en la determinació de les característiques estructurals de les arquitectures tridimensionals complexes adoptades per les biomolècules. L’estructura d’aquestes gàbies moleculars i el procés de la seua formació han pogut ser analitzats en profunditat mitjançant estudis de difracció de raigs X i d’espectroscòpia d’H-RMN (ressonància magnètica nuclear).
L’estudi ha sigut dedicat al 80 aniversari del professor Alain Krief. Ha comptat amb el suport financer del European Research Council, l’Institut Avançat de la Universitat d’Estrasburg (USIAS), el Pla de Promoció de la Recerca de la Universitat Jaume I de Castelló i l’Agència Estatal de Recerca del Ministeri de Ciència i Innovació amb fons FEDER.
Entrevista al professor Lehn
Amb motiu de la seua participació en el jurat dels Premis Jaume I de la Generalitat Valenciana, el professor Jean-Marie Lehn va realitzar una visita a la universitat pública de Castelló convidat pel Departament de Química Inorgànica i Orgànica, amb el personal investigador de la qual manté relacions de treball. El Premi Nobel de Química va mantenir una distesa xarrada amb el professor Eduardo García-Verdugo, responsable del Grup de Química Sostenible i Supramolecular, i Ferran Esteve, qui havia realitzat una estada de recerca durant els seus estudis de doctorat amb el professor Lehn al Laboratori de Química Supramolecular de l’Institut de Ciències i d’Enginyeria Supramolecular de la Universitat d’Estrasburg.
Article
“Doubly chiral pseudopeptidic macrobicyclic molecular cages: water-assisted dynamic covalent self-assembly and chiral self-sorting”, Ferran Esteve, Belén Altava, Eduardo García-Verdugo, Santiago V. Luis and Jean-Marie Lehn. Revista Chem. Volume 8, issue 7, 14 July 2022, pages 2023-2042.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929422002029
Imatge (d'esquerra a dreta): Eduardo García-Verdugo, Jean-Marie Lehn, Ferran Esteve i Santiago V. Luis

Español:
La naturaleza emplea caminos elegantes para construir arquitecturas complejas, como los macrociclos (moléculas que contienen un anillo de doce o más átomos) o las jaulas (estructuras moleculares tridimensionales que poseen cavidades para albergar otras moléculas en su interior). Desde el nacimiento de la química supramolecular se han utilizado macrociclos o macrobiciclos para aplicaciones sofisticadas, pero la síntesis de especies tridimensionales preorganizadas ha sido habitualmente un desafío.
Por otro lado, la naturaleza emplea un número muy importante de moléculas quirales donde los átomos pueden organizarse en el espacio de dos maneras diferentes —de igual manera que lo hacen los dedos de la mano derecha y la mano izquierda— que parecen idénticas, pero no son superponibles. Sorprendentemente, en la construcción de muchas de las moléculas naturales como las proteínas (a partir de aminoácidos) o los hidratos de carbono (a partir de azúcares) se observa la participación de una sola de estas dos disposiciones (las proteínas se forman con aminoácidos de tipo S y no R), dando lugar al fenómeno que se denomina «homoquiralidad». Entender cómo se ha llegado a esta homoquiralidad biológica es un tema esencial en las ciencias de la naturaleza.
El equipo de investigación de Química Sostenible y Supramolecular del Departamento de Química Inorgánica y Orgánica formado por los profesores Eduardo García-Verdugo, Belén Altava, Santiago V. Luis y el doctor Ferran Esteve, junto con el Premio Nobel Jean-Marie Lehn, ha conseguido describir el autoensamblaje covalente dinámico —asistido por agua— de novedosas jaulas moleculares macrobicíclicas seudopeptídicas doblemente quirales, con una autoselección muy eficiente de homoquiralidad. Este trabajo ha sido publicado en el número de julio de la revista Chem.
Aunque existen algunos ejemplos ya descritos de autoselección homoquiral, el diseño propuesto por este equipo puede arrojar luz sobre los complejos mecanismos que conducen a ella, al revelar que la encapsulación del agua es esencial para ello, mostrando un ejemplo no biológico del papel del agua en la formación de moléculas sofisticadas que imitan comportamientos biológicos. De hecho, la encapsulación de moléculas de agua discretas parece ser la principal fuerza impulsora de este proceso de verificación de errores, actuando como una plantilla positiva para estabilizar las cavidades tridimensionales homoquirales y facilitar su formación.
Estos resultados destacan la función del medio acuoso en la eficiencia y selectividad de la formación, así como en la determinación de las características estructurales de las arquitecturas tridimensionales complejas adoptadas por las biomoléculas. La estructura de estas jaulas moleculares y el proceso de su formación han podido ser analizados en profundidad mediante estudios de difracción de rayos X y de espectroscopía de H-RMN (resonancia magnética nuclear).
El estudio ha sido dedicado al 80 cumpleaños del profesor Alain Krief. Ha contado con el apoyo financiero del European Research Council, el Instituto Avanzado de la Universidad de Estrasburgo (USIAS), el Plan de Promoción de la Investigación de la Universitat Jaume I de Castelló y la Agencia Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia e Innovación con fondos FEDER.
Entrevista al profesor Lehn
Con motivo de su participación en el jurado de los Premios Jaume I de la Generalitat Valenciana, el profesor Jean-Marie Lehn realizó una visita a la universidad pública de Castellón invitado por el Departamento de Química Inorgánica y Orgánica, con cuyo personal investigador mantiene relaciones de trabajo. El Premio Nobel de Química mantuvo una distendida charla con el profesor Eduardo García-Verdugo, responsable del Grupo de Química Sostenible y Supramolecular, y Ferran Esteve, quien había realizado una estancia de investigación durante sus estudios de doctorado con el profesor Lehn en el Laboratorio de Química Supramolecular del Instituto de Ciencias y de Ingeniería Supramolecular de la Universidad de Estrasburgo.
Artículo
“Doubly chiral pseudopeptidic macrobicyclic molecular cages: water-assisted dynamic covalent self-assembly and chiral self-sorting”, Ferran Esteve, Belén Altava, Eduardo García-Verdugo, Santiago V. Luis and Jean-Marie Lehn. Revista Chem. Volume 8, issue 7, 14 July 2022, pages 2023-2042.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929422002029
Imagen (de izquierda a derecha): Eduardo García-Verdugo, Jean-Marie Lehn, Ferran Esteve y Santiago V. Luis