Author: David Bradley
Molécula do Mês
Ciclooctano
com assistência gráfica do Henry Rzepa do Imperial College.
Por outro lado...
A natureza não é simétrica pelo menos no nível molecular. Pasteur foi um dos primeiros a detectar isso na assimetria de minúsculos cristais de sais de ácido tartárico. A Dupla hélice de DNA tende a espiral apenas de um jeito, embora seja tão fácil para girar o outro enquanto a natureza quase invariavelmente usa apenas a forma canhoto dos aminoácidos para construir suas proteínas. Existem inúmeras teorias que tentam explicar o viés que está nas próprias raízes da própria vida, mas agora pesquisadores japoneses acham que encontraram evidências para apoiar uma das mais estranhas, que diz que a solução química está nas estrelas.Por um lado, parece que a natureza poderia simplesmente escolher a forma quiral de qualquer molécula com a qual brincar. Muitas moléculas podem existir em duas formas ditas ou quirúrgicas - cada uma, conhecida como enantiômero, é uma imagem espelhada não superponível de sua contraparte - como um par de mãos. Para o químico, esta mão na natureza é mais que uma forma acadêmica de uma mão de uma molécula reagirá com outra molécula quiral de forma diferente do enantiômero oposto. Para o farmacologista, um enantiômero de um fármaco pode interagir de forma diferente com o receptor ou a enzima no corpo (que são eles mesmos quiral) e, portanto, têm diferentes efeitos. Um enantiômero do analgésico com Ibuprofeno é três vezes mais forte do que a imagem espelhada, enquanto uma forma de algumas drogas são muito eficazes e os outros têm efeitos colaterais perigosos.
Na década de 1980, o químico William Bonner da Universidade de Stanford e Edward Rubenstein da Faculdade de Medicina de Stanford nos EUA apresentaram uma teoria peculiar para explicar por que a natureza optou por uma forma quiral e não a outra. Até agora, no entanto, havia pouco mais que evidências circunstanciais para apoiar sua ideia.
Os pesquisadores primeiro assumiram que a vida não poderia surgir se a natureza tivesse tentado trabalhar com ambas as formas quirais. Há evidências experimentais que mostram que as proteínas não podem ser construídas, nem as células se multiplicam se ambas as formas quirais do DNA estão presentes, por exemplo. A equipe então olhou para as estrelas para um possível gatilho que poderia ter disparado a arma inicial, forçando a natureza a escolher entre esquerda e direita, já que a quiralidade não poderia dizer que surgiram espontaneamente em uma reação química na Terra primordial.
As estrelas nêutron expulsam a radiação eletromagnética que é polarizada circularmente no sentido anti-horário do hemisfério norte da estrela e no sentido horário do sul - a radiação é quiral. Bonner e Rubenstein consideram que essa radiação quiral influencia a química do pó interestelar local, resultando em um excesso de um conjunto de enantiômeros de moléculas que passavam pelo hemisfério norte e o oposto do sul. A poeira de um hemisfério de uma estrela de nêutrons vizinha, se tivesse atingido a terra jovem, teria sido bastante quiralidade para ter semeado a química pré-biótica que deu início à vida.
Yoshihisa Inoue e seus colegas no Projeto ERATO Fotoquirogênese da Universidade de Osaka que trabalham com equipes do Instituto de Tecnologia Himeji e Umezono de Tsukuba desenvolveram agora uma fonte de radiação síncrotron que produz luz polarizada ultravioleta de forma esquerda ou destra.
Eles usaram essa radiação quiral para imitar os efeitos de um hemisfério de uma estrela de nêutrons em uma reação química para ver se eles poderiam forçá-lo a descer apenas um dos dois caminhos possíveis para o produto esquerdo ou desossado.
Eles escolheram uma reação simples que pode ser conduzida pela luz. Na reação, a ligação dupla entre dois dos átomos de carbono no ciclooctano de hidrocarboneto cíclico é feita para girar para que o produto tenha uma torção. De acordo com a forma como a ligação flips produz um produto zurdo ou um produto desossado. Na luz UV normal, ambos os produtos se formam em quantidades iguais.
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Quando Inoue e seus colegas usaram seus UV quirais, eles produziram um excesso de uma forma de apenas 0,12%. O que eles afirmam, no entanto, é um viés suficiente para fornecer prova de uma origem extraterrestre da exclusividade da química na natureza.
A possibilidade de influenciar reações industrialmente importantes, como a síntese de enantiômeros únicos de drogas e catalisadores, pode agora ser possível como spin off da luz UV rotativa. Embora continue a ser visto se as percentagens poderiam ser aumentadas ou se as reações levariam milhões de anos.