Um grupo internacional de cientistas, incluindo um professor estrangeiro visitante da RUDN University Kamran Makhmudov, analisou ligações químicas em proteínas baseadas em enxofre e outros elementos do 16º grupo da tabela periódica. Esses átomos são chamados de calcogênios, e as ligações são conhecidas como ligações calcogênicas. Os resultados foram publicados em Dalton Transactions , e será apresentado na Conferência Internacional de Chugaev sobre Química de Coordenação, a ser realizada de 2 a 6 de outubro em Nizhny Novgorod (Rússia).

"Nos últimos dois anos, mais de 100 artigos de pesquisa sobre ligação de calcogênio foram publicados todos os anos no banco de dados científico Web of Science, "Kamran Makhmudov, o principal autor do trabalho explica. "O interesse neste tópico tem crescido exponencialmente há uma década, mas surpreendentemente, não houve artigo generalizado sobre o uso de ligações de calcogênio em síntese, catálise e design de materiais relevantes para a química moderna. Acreditamos que esta perspectiva que sistematiza as informações existentes sobre as aplicações da ligação de calcogênio preencherá esta lacuna e chamará mais atenção para este novo campo crescente de pesquisa. ”

O arranjo dos átomos dentro de uma molécula é determinado por ligações covalentes. Eles são formados quando os átomos compartilham pares de elétrons. Quando se trata de moléculas de proteína, as interações covalentes entre os átomos determinam a estrutura primária da molécula (a "cadeia" de aminoácidos).

Junto com ligações covalentes entre átomos e partículas poliatômicas, existem interações não covalentes. Ligações não covalentes (aerogênicas, halogênico, calcogênico, pnictogênica, tetrel e icoságeno) são formados pelos elementos do 13º ao 18º grupos da tabela periódica:hidrogênio, halogênios (como cloro, bromo, flúor e iodo), calcogênios (elementos do subgrupo oxigênio e enxofre), pnictogênios (arsênico, antimônio, bismuto). Os átomos desses elementos químicos têm potencial eletrostático positivo. Em outras palavras, esses átomos recebem uma carga positiva que atrai átomos de elementos químicos com carga negativa. Este é o princípio de funcionamento dos ácidos de Lewis - seu centro ácido atrai moléculas carregadas negativamente (enriquecidas por elétrons que lhes dão essa carga negativa).

"É devido a interações não covalentes que agrupamentos de átomos ou moléculas podem existir em um estado condensado - na forma de um líquido ou sólido. Essas interações desempenham um grande papel quando lidamos com polímeros, "disse Kamran Makhmudov." Em particular, diferentes complexos de proteínas são combinados por meio de interações não covalentes entre si ou com ácidos nucleicos para formar ribossomos, cromatina, vírus, ou com lipídios para formar membranas de lipoproteínas. Assim, as interações não covalentes formam a base para importantes estruturas biológicas e seu papel na biologia é particularmente importante. "

Os cientistas descobriram como os elementos químicos do grupo dos calcogênios formam ligações químicas não covalentes. Este grupo inclui oxigênio (O), enxofre (S), selênio (Se), telúrio (Te), polônio (Po), e Livermorium radioativo produzido artificialmente (Lv).

A ligação de calcogênio é um dos tipos de interação não covalente. Um átomo de calcogênio está ligado a uma molécula por ligações covalentes, mas tem uma ou mais áreas carregadas positivamente. Devido à atração de cargas positivas para negativas, o átomo de calcogênio se liga a outras partes da molécula que possuem áreas carregadas negativamente. É assim que a ligação calcogênica é formada. Este é um dos mecanismos de dobramento da molécula de proteína que mantém sua forma.

A ligação de calcogênio é geralmente observada em substâncias no estado sólido. Mas em vários estudos, os calcogênios também foram ativos em uma solução. Esta é uma propriedade muito importante, uma vez que torna os calcogênios úteis para a química analítica e a medicina. Além disso, já se sabe que a ligação calcogênica (principalmente a interação entre o enxofre e o oxigênio) desempenha um papel importante nos sistemas biológicos. Os cientistas acreditam que devemos começar a pensar em incluir calcogênios no design de medicamentos. Com a ajuda de múltiplas ligações de calcogênio entre os centros de enxofre, selênio e telúrio, podemos criar nanotubos que conterão outras moléculas.

"Esperamos que esses exemplos e a discussão relacionada chamem mais atenção para este campo emocionante de aplicação prática do calcogênio. Além disso, podemos esperar que a ligação de calcogênio seja reconhecida pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) em um futuro próximo, "concluiu o cientista.