(PhysOrg.com) - Pesquisadores do Rensselaer Polytechnic Institute descobriram um novo, método mais preciso para medir o quanto - ou quão pouco - as interfaces em nanoescala amam a água.

As investigações, liderado por Shekhar Garde, Elaine e Jack S. Parker Professor em Rensselaer e chefe do Departamento de Engenharia Química e Biológica, foram detalhados em uma série de três artigos de periódicos recentes. Este novo método para medir a hidrofobicidade pode ter aplicações importantes para o futuro da descoberta de drogas, Garde disse.

“É fácil medir a hidrofobia em macroescala - você apenas coloca uma gota d'água em uma superfície e observa com seus próprios olhos para ver o que ela faz, ”Garde disse. A água se acumula em superfícies hidrofóbicas, como uma folha de lótus ou frigideira antiaderente, e se espalha em superfícies hidrofílicas. A hidrofobicidade é medida pelo ângulo com o qual a gota de água entra em contato com a superfície.

“Mas na nanoescala, não podemos realmente colocar uma gota de água em uma superfície de proteína ou em uma nanopartícula - que pode ser tão pequena quanto um bilionésimo de um metro de comprimento - e medir os ângulos de contato, ”Garde disse. “Portanto, é um desafio medir o quão hidrofóbica ou hidrofílica uma superfície tão pequena realmente é. Nosso novo método, Contudo, fornece um caminho correto e eficiente para a resposta. ”

Os três artigos foram publicados em Cartas de revisão física , Proceedings of the National Academy of Sciences , e como matéria de capa da edição deste mês do jornal American Chemical Society Langmuir .

O grupo de Garde realizou extensas simulações moleculares modelando interfaces em nanoescala chamadas monocamadas automontadas. Eles modelaram uma variedade de superfícies hidrofóbicas e hidrofílicas, e monitorou cuidadosamente o comportamento das moléculas de água que fazem interface com essas superfícies. Ao contrário das expectativas dos pesquisadores, as simulações mostraram que a densidade da água próxima a uma superfície é um indicador pobre da hidrofobicidade dessa superfície. Contudo, também inesperadamente, os pesquisadores descobriram que existe uma excelente correlação entre a hidrofobicidade da superfície e as flutuações na densidade da água adjacente.

O novo método pode levar a uma abordagem mais robusta para caracterizar a hidrofobicidade de superfícies complexas e heterogêneas de proteínas, biomoléculas, e outras nanopartículas, Garde disse. Espera-se que tal abordagem tenha implicações importantes na compreensão de como as proteínas interagem umas com as outras, e como eles se ligam aos alvos. O novo método pode potencialmente aumentar significativamente as abordagens computacionais atuais para rastrear e desenvolver medicamentos para tratar uma série de doenças, Garde disse.

A maioria das simulações moleculares de Garde foi realizada no Rensselaer Computational Center for Nanotechnology Innovations (CCNI).

Os co-autores dos três artigos científicos incluem o estudante de graduação em engenharia química e biológica Sumanth N. Jamadagni, junto com os alunos de doutorado em engenharia química e biológica Sapna Sarupria e Rahul Godawat.

Fornecido por Rensselaer Polytechnic Institute (notícias:web)