🔬 Una hipótesis inverosímil de 1958 sobre la vitamina B1 que hoy se hace válida

Unos investigadores han logrado crear un carbeno que permanece estable durante meses en agua. Lo que viene a respaldar una teoría planteada hace varias décadas sobre el mecanismo de acción de la vitamina B1 en nuestro organismo.

Los carbenos son especies químicas particulares donde el carbono posee una configuración electrónica que lo hace muy inestable. En 1958, el químico Ronald Breslow había propuesto que la vitamina B1, o tiamina, podría formar temporalmente un intermedio similar a un carbeno durante reacciones metabólicas. Esta hipótesis ha sido difícil de confirmar durante mucho tiempo, porque el agua presente en las células era vista como incompatible con la supervivencia de tales intermediarios.


Un equipo dirigido por Vincent Lavallo diseñó un carbeno protegido por una estructura molecular, basada en carboranos clorados. Esta "armadura" molecular impide físicamente que el agua ataque las zonas reactivas del carbeno, mientras ajusta las propiedades electrónicas para favorecer su estabilidad. Este enfoque combina un blindaje estérico y un ajuste electrónico, permitiendo que el carbeno resista al entorno acuoso.

Para confirmar esta estabilidad, los científicos utilizaron la espectroscopía por resonancia magnética nuclear y la cristalografía de rayos X. Estas técnicas pusieron en evidencia huellas características del carbeno y proporcionaron una imagen directa de su estructura, mostrando el carbono enterrado en un entorno protegido. Según Lavallo, es la primera vez que se observa un carbeno estable en agua, un avance que valida las intuiciones de Breslow.

Estos resultados no significan que las enzimas utilicen exactamente esta molécula, sino que muestran que un carbeno puede existir en el agua si está suficientemente protegido. Las enzimas a menudo crean microentornos que controlan la reactividad, excluyendo el agua de manera específica para estabilizar intermediarios energéticos. Este principio permite comprender mejor cómo la tiamina podría funcionar en las células, a pesar de la presencia de agua.

Por otra parte, este descubrimiento tiene repercusiones para la industria química. Los carbenos se emplean como ligandos en catalizadores metálicos para reacciones importantes, como la síntesis de productos farmacéuticos. Actualmente, estos procesos utilizan frecuentemente disolventes orgánicos tóxicos, porque el agua destruye los intermediarios. Si los catalizadores pueden hacerse estables en agua, esto abre el camino a métodos de fabricación más limpios, utilizando el agua como disolvente principal.


Este enfoque proporciona también un nuevo método para observar intermediarios reactivos "invisibles" en las reacciones químicas. Al proteger estas especies frágiles, los investigadores podrían finalmente capturarlos y estudiarlos directamente, lo que podría modificar nuestro conocimiento de muchos mecanismos.

La capacidad de las enzimas para manipular los microentornos es común a muchas reacciones biológicas. Se basa en la estructura tridimensional de las proteínas, que guía las interacciones moleculares. Comprender este principio ayuda a diseñar catalizadores artificiales inspirados en la naturaleza, capaces de funcionar en condiciones suaves y ecológicas.