Des chercheurs des universités de Warwick et de Cardiff ont utilisé une poudre combinée XRD, RMN à l'état solide et approche informatique pour déterminer la structure de 3', 5'-bis-O-décanoyl-2'-désoxyguanosine.

Une combinaison de méthodes expérimentales et informatiques a permis aux chercheurs d'établir la structure de l'un des matériaux organiques les plus difficiles à déterminer à ce jour sur la base de l'analyse des données de diffraction des rayons X sur poudre (DRX).

Cependant, en utilisant uniquement les données XRD de poudre, la structure cristalline de la molécule de 90 atomes 3', 5'-bis-O-décanoyl-2'-désoxyguanosine [notée dG(C dix ) 2 ] est difficile à déterminer en raison de sa taille et de sa complexité, ce qui rend le processus de détermination de la structure particulièrement compliqué.

Reportage dans la revue Sciences chimiques , chercheurs - dont le professeur Steven Brown du département de physique de l'Université de Warwick, Le professeur Stefano Masiero de l'Université de Bologne et dirigé par le professeur Kenneth Harris de l'Université de Cardiff - a augmenté l'analyse XRD de poudre de dG(C dix ) 2 avec des informations dérivées des données de résonance magnétique nucléaire (RMN) à l'état solide et des calculs de la théorie fonctionnelle de la densité périodique (DFT) à dispersion corrigée pour l'optimisation de la structure.

Cette approche combinée utilisant des méthodologies expérimentales et informatiques a permis à l'équipe d'établir avec succès que dG(C dix ) 2 forme un motif de ruban de guanine à liaison hydrogène qui n'a pas été observé auparavant pour les dérivés de 2'-désoxyguanosine.

Le dG(C dix ) 2 molécule est actuellement utilisée dans les dispositifs photoélectriques, y compris les matériaux photoconducteurs, points quantiques biphotoniques et photodétecteurs à propriétés rectificatrices. Dans toutes ces applications, l'arrangement structurel des groupes guanine est un facteur clé. Il a donc été particulièrement important de comprendre les propriétés structurelles préférées de dG(C dix ) 2 à l'état solide.

Il est prévu que la synergie des méthodologies expérimentales et informatiques utilisées dans cette recherche deviendra une caractéristique essentielle des stratégies visant à étendre davantage l'application de la poudre XRD en tant que technique de détermination de la structure des matériaux moléculaires organiques d'une complexité encore plus grande à l'avenir.

"La compréhension de la structure avec une résolution atomique est essentielle pour établir les propriétés structure-fonction. Ce travail considère un dérivé d'acide nucléique qui est prometteur pour une application dans les matériaux électroniques, " explique le professeur Steven Brown.

"Des expériences de RMN à l'état solide menées il y a plus de 10 ans à Warwick avaient identifié la formation de liaisons hydrogène spécifiques entre les molécules. Cette information complémentaire était essentielle au succès de l'équipe de Cardiff à déterminer la structure cristalline à partir des données expérimentales de diffraction des rayons X sur poudre qui a été vérifiée par l'excellente reproduction des paramètres RMN mesurés expérimentalement pour le calcul dérivé de la théorie de la densité fonctionnelle de la structure.

"Ce tour de force effort de cristallographie RMN pour ce système très difficile a révélé un auto-assemblage inattendu qui n'avait pas été vu auparavant pour la classe de composés (dérivés 2'-désoxyguanosine)."