As moléculas quirais são definidas como moléculas que não são sobrepostas em suas imagens de espelho, muito parecido com a estrutura óssea da mão esquerda e direita humana. Existem muitos exemplos de moléculas quirais na natureza, incluindo proteínas e ácido desoxirribonucleico (DNA). Os processos dinâmicos dessas moléculas quirais são altamente significativos para a compreensão de sua atividade biológica. De fato, a agregação de proteínas está associada a muitas condições patológicas, incluindo a doença de Alzheimer, que é causada pelo acúmulo de fragmentos de beta-amilóide no cérebro ao longo do tempo. Assim, é importante compreender e observar essa agregação e conformação molecular (quiral) ao longo do tempo.

As opções atualmente disponíveis para analisar a conformação molecular incluem microscopia eletrônica e espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR). Ambos os métodos requerem extração de amostra em condições adversas, um processo demorado que pode danificar a conformação molecular da amostra. A segunda limitação a esses métodos é que o resultado final fornecerá apenas a conformação do composto em um ponto específico no tempo.

Este novo método envolve dicroísmo circular de agregação-aniquilação (AACD) e uma molécula quiral bem estudada chamada 1, Derivados 1'-binaptil (BN). Foi observado que os sinais de CD do BN foram aniquilados após a formação dos agregados de BN, provavelmente devido à mudança conformacional do 1, Grupo 1'-binaptil durante o processo de agregação.

Em seu trabalho, quatro moléculas quirais baseadas em BN (P-1 a P-4 respectivamente) foram sintetizadas por meio de reações simples de acoplamento de Suzuki. Os polímeros com as unidades BN "abertas" mostraram sinais claros de dicroísmo quiral aniquilado por agregação (AACD). Quando as unidades BN foram bloqueadas, a aniquilação é contida. Os polímeros foram primeiro dissolvidos em um solvente orgânico, tetrahidrofurano (THF). A segunda etapa envolveu adicionar água, um solvente pobre para os polímeros, foi adicionado gradualmente à solução, o que levou à formação de agregados. Os espectros de CD dos diferentes polímeros foram obtidos em diferentes frações de água e analisados. Essa metodologia permitiu aos pesquisadores analisar o processo de agregação molecular em tempo real.

Uma simulação de dinâmica molecular (MD) dos polímeros foi realizada em THF e água para examinar mais a fundo a relação entre a aniquilação de CD e a mudança conformacional. Este modelo indicou que aberto P-1 mostrou uma ampla distribuição de ângulo diedro θ, mas travado P-3 mostrou uma distribuição estreita. Da solução ao agregado, o θ em polímeros abertos (P-1 e P-2) torna-se mais negativo e parte dos conformadores relaxam do cisoide para o transoide. O θ em polímeros bloqueados (P-3 e P-4) aumenta ligeiramente e a conformação do cisóide é preservada ao longo do processo de agregação.

"A combinação de simulação MD e análise da mudança de intensidade do couplet CD e divisão de comprimento de onda durante o processo de agregação é, portanto, um método atraente de monitoramento in-situ e em tempo real da mudança conformacional, "disse o Prof. Ben-Zhong TANG da HKUST, quem liderou esta pesquisa.

"Este é muito mais barato, método mais simples de monitorar mudanças conformacionais em macromoléculas quirais significa que podemos aplicar este método para compreender muitos processos biológicos mais facilmente, "disse o Dr. Haoke ZHANG, um co-autor do artigo.