Imágenes directas de la transferencia de quiralidad inducida por la estereoquímica de enlaces glucósidos en...

Área de la Ciencia:

• Química de los carbohidratos
• Ciencias de la superficie
• Imágenes moleculares

Sus antecedentes:

• Los carbohidratos son moléculas biológicas cruciales cuyas funciones dependen de su compleja estereoquímica.
• Distinguir entre anómeros de carbohidratos (por ejemplo, maltosa y cellobiosa) es vital para comprender sus propiedades, pero su complejidad estructural desafía las imágenes directas.
• Se necesitan técnicas de alta resolución para determinar las coordenadas atómicas 3D precisas de los carbohidratos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y aplicar un método para determinar con precisión las coordenadas atómicas tridimensionales de las anomalías de carbohidratos en una superficie.
• Investigar la relación entre la estereoquímica de los carbohidratos y su comportamiento de autoensamblaje en la superficie.
• Establecer la microscopía de fuerza atómica sin contacto (nc-AFM) como una herramienta confiable para el análisis estereoquímico de carbohidratos de una sola molécula.

Principales métodos:

• Se utilizó la microscopía de fuerza atómica sin contacto (nc-AFM) para obtener imágenes de alta resolución de moléculas de carbohidratos individuales.
• Se ha integrado un enfoque de búsqueda de estructuras multifidelidad eficiente en datos acelerado por el aprendizaje automático.
• Se determinaron las coordenadas atómicas tridimensionales de dos anómeros de carbohidratos adsorbidos en una superficie de oro (Au).

Principales resultados:

• Determinó con éxito las coordenadas atómicas precisas en 3D de dos anomalías de carbohidratos.
• Se observó que la estereoquímica del enlace glucósido influye en la selección quiral en autoensamblajes de carbohidratos en la superficie.
• Los modelos atómicos reconstruidos, validados experimentalmente, revelaron el origen de la quiralidad en la superficie del anomerismo de carbohidratos.

Conclusiones:

• nc-AFM es una técnica confiable para discriminar la estereoquímica de los carbohidratos a nivel de una sola molécula en el espacio real.
• Este método proporciona una vía para las investigaciones de abajo hacia arriba en las relaciones estructura-propiedad de los carbohidratos.
• La comprensión de la estereoquímica de los carbohidratos es esencial para los avances en la investigación biológica y la ciencia de los materiales.