ENGINGEERINGNET.BE - Een molecuul kan in twee versies voorkomen die elkaars spiegelbeeld zijn.
Hoewel ze hetzelfde zijn opgebouwd, passen ze niet precies op elkaar. Het spiegelbeeld van een molecuul kan anders ruiken en bij gebruik als geneesmiddel kan de spiegelbeeldvorm zelfs gevaarlijk zijn.
Het is daarom belangrijk om voor nieuw gemaakte moleculen snel en eenduidig vast te kunnen stellen om welke vorm het gaat.
Een krachtige methode om de structuur van chirale moleculen vast te stellen, maakt gebruik van het verschil in absorptie van links- en rechtsdraaiend circulair gepolariseerd licht: Vibrational Circular Dichroism (VCD) spectroscopie.
Door experimenteel gemeten spectra te vergelijken met theoretisch voorspelde spectra is te bepalen of een molecuul links- of rechtsdraaiend is. Voor veel biologische systemen en chirale katalysatoren bleek deze aanpak echter te falen, zodat geen betrouwbare analyse mogelijk was.
Chemicus Mariia Sapova van de Vrije Universiteit Amsterdam heeft daarom een radicaal nieuwe benadering ontwikkeld om experimentele VCD-spectra te analyseren. Dit verklaart het verschijnsel van ‘enhanced vibrational circular dichroism’ (eVCD) en maakt betrouwbare toepassing mogelijk.
Deze techniek versterkt het signaal van het molecuul door een metaalatoom toe te voegen. De experimenten die dit versterkte signaal laten zien, zijn al 20 jaar bekend, maar tot nu toe kon niemand ze correct interpreteren.
Sapova heeft laten zien wat het probleem veroorzaakte in de berekeningen die nodig zijn voor de interpretatie van het signaal.
Samen met haar mede-onderzoekers, Chandan Kumar en Sahar Ashtar-Jafari, heeft ze daarna een methode ontwikkeld die dit probleem omzeilt.
Zo kunnen wetenschappers voor het eerst eenduidig vaststellen om welke spiegelbeeldvorm het gaat.
In de analyse proberen de onderzoekers de signalen die experimenteel zijn gemeten te passen met gesimuleerde signalen van linker- en rechtsdraaiende moleculen. Omdat maar een van beide past, weten ze na deze berekeningen met zekerheid welke vorm het molecuul heeft.
eVCD-studies die nu mogelijk zijn, zullen het begrip van de structuur en functie van biologische moleculen vergroten, met bijbehorende verbeteringen in de menselijke gezondheid en de preventie van ziekten.
Ook effent eVCD het pad voor een eenvoudigere en betrouwbaardere controle van de zuiverheid van geneesmiddelen in de toekomst.
