🔬 Uma hipótese incomum de 1958 sobre a vitamina B1 torna-se válida hoje

Investigadores conseguiram criar um carbeno que permanece estável durante meses na água. Isto vem apoiar uma teoria avançada há várias décadas sobre o mecanismo de ação da vitamina B1 no nosso organismo.

Os carbenos são espécies químicas particulares em que o carbono possui uma configuração eletrónica que o torna muito instável. Em 1958, o químico Ronald Breslow propôs que a vitamina B1, ou tiamina, poderia formar temporariamente um intermediário próximo de um carbeno durante as reações metabólicas. Esta hipótese foi durante muito tempo difícil de confirmar, pois a água presente nas células era vista como incompatível com a sobrevivência de tais intermediários.


Uma equipa liderada por Vincent Lavallo concebeu um carbeno protegido por uma estrutura molecular, baseada em carboranos clorados. Esta "armadura" molecular impede fisicamente que a água ataque as zonas reativas do carbeno, ao mesmo tempo que ajusta as propriedades eletrónicas para favorecer a sua estabilidade. Esta abordagem combina um blindagem estérica e um ajuste eletrónico, permitindo ao carbeno resistir ao ambiente aquoso.

Para confirmar esta estabilidade, os cientistas usaram a espectroscopia por ressonância magnética nuclear e a cristalografia de raios-X. Estas técnicas evidenciaram assinaturas características do carbeno e forneceram uma imagem direta da sua estrutura, mostrando o carbono enterrado num ambiente protegido. Segundo Lavallo, é a primeira vez que se observa um carbeno estável na água, um avanço que valida as intuições de Breslow.

Estes resultados não significam que as enzimas usem exatamente esta molécula, mas mostram que um carbeno pode existir na água se estiver suficientemente protegido. As enzimas criam frequentemente microambientes que controlam a reatividade, excluindo a água de maneira específica para estabilizar intermediários energéticos. Este princípio permite compreender melhor como a tiamina poderia funcionar nas células, apesar da presença de água.

Além disso, esta descoberta tem repercussões para a indústria química. Os carbenos são utilizados como ligantes em catalisadores metálicos para reações importantes, como a síntese de produtos farmacêuticos. Atualmente, estes processos utilizam frequentemente solventes orgânicos tóxicos, pois a água destrói os intermediários. Se os catalisadores puderem tornar-se estáveis na água, isto abre caminho a métodos de fabrico mais limpos, usando a água como solvente principal.


Esta abordagem fornece também um novo método para observar intermediários reativos "invisíveis" nas reações químicas. Ao proteger estas espécies frágeis, os investigadores poderão finalmente capturá-los e estudá-los diretamente, o que poderá modificar o nosso conhecimento de muitos mecanismos.

A capacidade das enzimas de manipular os microambientes é comum a muitas reações biológicas. Baseia-se na estrutura tridimensional das proteínas, que guia as interações moleculares. Compreender este princípio ajuda a conceber catalisadores artificiais inspirados na natureza, capazes de funcionar em condições suaves e ecológicas.