Wiązanie przez przebiegunowanie

05 06 2024

W prestiżowym czasopiśmie Chem wydawnictwa Cell Press ukazała się publikacja będąca efektem współpracy zespołów dr. hab. Michała Chmielewskiego z Wydziału Chemii i Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych UW oraz prof. Agnieszki Szumnej z IChO PAN.

Publikacja zatytułowana “Supramolecular umpolung: Converting electron-rich resorcin[4]arenes into potent CH-bonding anion receptors and transporters” przedstawia nowe założenia konstrukcyjne oraz nowy typ receptorów i transporterów anionów.

Pokazano w niej, że rezorcyn[4]areny, a więc związki, które są dobrze znane jako receptory kationów, w wyniku prostej modyfikacji syntetycznej mogą zostać „przebiegunowane” w taki sposób, aby mocno wiązać aniony. Wiązanie to zachodzi z udziałem uważanych powszechnie za słabe wiązań wodorowych typu CH–anion. Mimo to, dzięki odpowiedniej koncentracji potencjału elektrostatycznego oraz dużemu momentowi dipolowemu, receptory te są bardziej efektywne od wielu receptorów opartych na typowych, silnych wiązaniach wodorowych, i to zarówno w rozpoznaniu anionów jak i w ich transporcie przez dwuwarstwy lipidowe.

Co więcej, receptory tego typu posiadają cechy, które są kluczowe dla ich zastosowań w układach biologicznych (np. ze względu na brak łatwych do protonowania czy deprotonowania grup funkcyjnych mają ograniczoną zdolność do wyrównywania pH, która prowadzi do cytotoksyczności). Koncepcje opisane w tej pracy otwierają nowe możliwości konstruowania efektywnych transporterów anionów, a także ich dalszego wykorzystania jako substancji aktywnych w leczeniu chorób związanych z zaburzeniami transportu anionów, takich jak np. mukowiscydoza.

Wkład grupy prof. Chmielewskiego w te badania został sfinansowany z grantu NCN pt. “Selektywny transport anionów o znaczeniu biologicznym przez dwuwarstwy lipidowe” (OPUS 2018/31/B/ST5/02085).

Szczegóły publikacji:
E. R. Abdurakhmanova, D. Mondal, H. Jędrzejewska, P. Cmoch, O. Danylyuk, M. J. Chmielewski*, A. Szumna* “Supramolecular umpolung: Converting electron-rich resorcin[4]arenes into potent CH-bonding anion receptors and transporters”, Chem (Cell Press), 2024, DOI: 10.1016/j.chempr.2024.03.003

 

Fig. 1. Schemat działania nowych transporterów: anion chlorkowy wiąże się z receptorem przy pomocy oddziaływań jon-dipol i w tej postaci przenika przez dwuwarstwę lipidową.