הכימאים אישרו תיאוריה בת 67 על ויטמין B1 על ידי ייצוב מולקולה תגובית במים-מחשבה ארוכה בלתי אפשרית. הגילוי לא רק פותר תעלומה ביוכימית, אלא גם פותח את הדלת לדרכים ירוקות ויעילות יותר לייצור תרופות.
המולקולה המדוברת היא קרבן, סוג של אטום פחמן עם שישה אלקטרונים ערכיים בלבד. באופן כללי, פחמן יציב עם שמונה אלקטרונים סביבו. עם שישה אלקטרונים בלבד, זה לא יציב כימי ומגיב מאוד. במים זה בדרך כלל מתפרק באופן מיידי. אולם במשך עשרות שנים, מדענים חשדו כי ויטמין B1, המכונה גם תיאמין, עשוי ליצור מבנה דמוי קרבן בתאים שלנו כדי לבצע תגובות חיוניות בגוף.
כעת, לראשונה, החוקרים לא רק יצרו קרבן יציב במים, הם גם בידדו אותו, אטמו אותו בצינור וצפו בו נשארת שלמה במשך חודשים. תגלית זו מתועדת בעיתון חדש שפורסם ב התקדמות מדעית.
זו הפעם הראשונה שמישהו הצליח לצפות בקרבן יציב במים. אנשים חשבו שזה רעיון מטורף. אבל מסתבר שברסלו צדק. "
וינסנט לבולו, פרופסור לכימיה ב- UC ריברסייד ומחבר העיתון המקביל
ההתייחסות היא לרונלד ברסלו, כימאי באוניברסיטת קולומביה שהציע בשנת 1958 כי ויטמין B1 יכול להמיר לקרבן כדי להניע טרנספורמציות ביוכימיות בגוף. הרעיון של ברסלו היה משכנע, אבל קרבנים היו כל כך לא יציבים – במיוחד במים – שאיש לא יכול היה להוכיח שהם היו קיימים בפועל בסביבה ביולוגית.
הצוות של לוואלו הצליח בעטוף את הקרבן במה שהוא מכנה "חליפת שריון", מולקולה שהם סינתזה במעבדה שמגנה על המרכז המגיב מפני מים ומולקולות אחרות. המבנה המתקבל יציב מספיק כדי ללמוד עם ספקטרוסקופיה של תהודה מגנטית גרעינית וקריסטלוגרפיה של רנטגן – מספק הוכחות חותכות לכך שקרבנים כאלה יכולים להתקיים במים.
"עשינו מולקולות תגוביות אלה כדי לחקור את הכימיה שלהן, ולא לרדוף אחרי תיאוריה היסטורית", אמר הסופר הראשון ורון רביפרולו, שסיים את המחקר כסטודנט לתואר שני ב- UCR וכעת הוא חוקר פוסט -דוקטורט ב- UCLA. "אבל מסתבר שעבודתנו בסופו של דבר אישרה בדיוק את מה שברסלו הציע לפני כל אותן שנים."
מעבר לאישור השערה ביוכימית, לגילוי יש השלכות מעשיות. קרבנים משמשים לרוב כ"ליגנדים ", או מבני תמיכה, בזרזים מבוססי מתכת – סוסי העבודה הכימיים המשמשים לייצור תרופות, דלקים וחומרים אחרים. מרבית התהליכים הללו מסתמכים על ממסים אורגניים רעילים. שיטת החוקרים לייצב קרבנים במים עשויה לעזור להפוך את התגובות הללו לנקייה, פחות יקרות ובטוחות יותר.
"מים הם הממס האידיאלי – הם בשפע, לא רעיל וידידותי לסביבה", אמר רביפרולו. "אם נוכל לגרום לזרזים חזקים אלה לעבוד במים, זה צעד גדול לעבר כימיה ירוקה יותר."
הידיעה שניתן לייצר מולקולות ביניים תגוביות כאלה ולשרוד במים מקרבת גם מדענים צעד אחד קרוב יותר לחקות את סוג הכימיה שקורה באופן טבעי בתאים – העשויים לרוב מים.
"יש ביניים תגוביים אחרים שמעולם לא הצלחנו לבודד, ממש כמו זה," אמר לוואלו. "בעזרת אסטרטגיות הגנה כמו שלנו, סוף סוף נוכל לראות אותן וללמוד מהן."
עבור Lavallo, שבילה שני עשורים בעיצוב קרבנס, הרגע הוא מקצועי ואישי כאחד.
"רק לפני 30 שנה אנשים חשבו שלא ניתן אפילו ליצור את המולקולות האלה", אמר. "עכשיו אנחנו יכולים לבקבוק אותם במים. מה שברסלו אמר לפני כל אותן שנים – הוא צדק."
עבור Raviprolu, הגילוי משמש תזכורת להתמיד במחקר מדעי וגילוי.
"משהו שנראה בלתי אפשרי היום עשוי להיות אפשרי מחר, אם נמשיך להשקיע במדע", אמר.
