p Tijolos de LEGO simples podem ser montados em estruturas mais complicadas, que pode ser associado a uma ampla variedade de arquiteturas complexas, de automóveis, foguetes, e navios para castelos gigantescos e parques de diversões. Tal evento de montagem em várias etapas, a chamada 'auto-montagem hierárquica, 'também acontece em organismos vivos. p Professor Kimoon Kim (Departamento de Química, POSTECH) e sua equipe de pesquisa (Centro de Auto-montagem e Complexidade, Institute for Basic Science) descobriu que um complexo hospedeiro-convidado à base de cucurbituril polimerizou em uma cadeia de polímero linear, que foram posteriormente associados entre si em um microtúbulo oco por meio de interações de van der Waals decorrentes de sua auto-complementaridade de forma. Suas novas descobertas são apresentadas como notícias de última hora em Angewandte Chemie International Edition , que é uma das revistas mais renomadas do mundo em química.

p Os microtúbulos existem em células vivas de plantas e animais e são essenciais na manutenção das estruturas celulares, migração de células, transporte intracelular e muito mais. Em outras palavras, funções celulares essenciais, como divisões celulares e transporte intracelular, não podem ser realizadas quando ocorrem problemas na formação ou dissociação dos microtúbulos.

p Esses microtúbulos são formados por auto-montagem hierárquica de proteínas globulares em tubulinas de tamanho nanométrico, que crescem em protofilamentos lineares. Subseqüentemente, esses protofilamentos são montados juntos para construir uma estrutura tubular multifilamentar com um comprimento de dezenas de micrômetros.

p Antes das descobertas dos pesquisadores, muitas tentativas foram feitas para simular a automontagem de microtúbulos em profundidade por anos. Contudo, o mecanismo de formação de microtúbulos naturais em nível molecular ainda é ambíguo.

p Para fazer microtúbulos artificiais, o grupo de pesquisa utilizou o complexo hospedeiro-hóspede baseado em cucurbituril com dois grupos de tiol anexados em ambas as extremidades como um bloco de construção. Este bloco de construção montado em polímeros lineares unidimensionais por formação de ligação dissulfeto. Então, esses polímeros foram associados lateralmente em uma arquitetura cilíndrica oca semelhante aos microtúbulos naturais por meio de interações de van der Waals. A formação de microtúbulos artificiais foi caracterizada por vários estudos espectroscópicos e microscópicos, incluindo difração de raios-X na fonte de luz de Pohang.

p A equipe de pesquisa descobriu que a cadeia de polímero tornou-se reta e rígida por si mesma, e eventualmente a auto-complementaridade em forma de tijolo de LEGO emergiu durante o crescimento do polímero. Surpreendentemente, as estruturas convexas de uma cadeia combinavam bem com as partes côncavas das cadeias vizinhas, que permitiu a associação lateral de cadeias poliméricas.

p O primeiro autor do artigo, Wooseup Hwang explicou, "Os estudos anteriores à nossa descoberta se concentraram em mimetizar a arquitetura dos microtúbulos. O que diferencia nossa pesquisa das convencionais é que tentamos imitar o mecanismo de formação dos microtúbulos, bem como a arquitetura."

p Dr. Kangkyun Baek, o outro autor co-correspondente comentou, "Estamos planejando estender nosso estudo para simular comportamentos dinâmicos e várias funções biológicas de microtúbulos naturais, "e" Esta nova abordagem baseada na auto-complementaridade de formas dará um passo adiante para entender o mecanismo de formação de microtúbulos naturais e oferecerá novas oportunidades para explorar automontagens hierárquicas não convencionais e novos materiais funcionais. "