A energia da vida: o que se pensava ser químico é na verdade quântico 🌱

Os prótons desempenham um papel central na produção de energia dentro das células. Uma equipe de pesquisadores descobriu que seu movimento é influenciado pelo spin dos elétrons, uma propriedade quântica. Essa interação ocorre em ambientes biológicos quirais, como as proteínas, abrindo novas perspectivas sobre os mecanismos da vida.


O estudo, publicado nos Proceedings of the National Academy of Sciences, mostra que a transferência de prótons não é apenas um processo químico. Ele também envolve fenômenos quânticos, como o spin dos elétrons e a quiralidade molecular. Essa descoberta pode mudar nossa compreensão dos processos biológicos.

Os pesquisadores usaram cristais de lisozima em seus experimentos. Eles observaram que a injeção de elétrons com um spin específico alterava a mobilidade dos prótons. Esse fenômeno está ligado à excitação de fônons quirais, vibrações na rede cristalina.

O fenômeno, conhecido como efeito CISS (Chiral Induced Spin Selectivity), explica como as moléculas quirais interagem de forma diferente com os spins eletrônicos. Essa interação influencia diretamente a transferência de prótons, um processo essencial para a vida.

As implicações dessa descoberta são vastas. Ela pode levar ao desenvolvimento de novas tecnologias inspiradas em processos biológicos. Os pesquisadores vislumbram aplicações em medicina, energia e nanotecnologia.


A equipe, liderada por cientistas da Universidade Hebraica de Jerusalém, colaborou com especialistas do Instituto Weizmann e da Universidade Ben Gurion. Seus trabalhos constroem uma ponte entre a física quântica e a bioquímica, oferecendo uma visão mais completa dos mecanismos da vida.

O que é o efeito CISS?

O efeito CISS, ou Chiral Induced Spin Selectivity, é um fenômeno quântico em que moléculas quirais filtram elétrons de acordo com seu spin. Isso significa que essas moléculas podem preferir um spin eletrônico em relação a outro, influenciando assim as reações químicas.

Esse efeito é particularmente importante em sistemas biológicos, onde a quiralidade das moléculas é onipresente. Ele explica como certas reações podem ser mais eficientes ou seletivas dependendo do spin dos elétrons envolvidos.

As aplicações potenciais do efeito CISS são numerosas, variando desde o design de novos materiais até a compreensão aprofundada dos mecanismos biológicos. É um campo de pesquisa em plena expansão, na fronteira entre física e biologia.