Un groupe international de scientifiques, dont le professeur étranger invité de l'Université RUDN, Kamran Makhmudov, a analysé les liaisons chimiques des protéines à base de soufre et d'autres éléments du 16e groupe du tableau périodique. De tels atomes sont appelés chalcogènes, et les liaisons sont appelées liaisons chalcogènes. Les résultats ont été publiés dans Opérations Dalton , et sera présenté lors de la Conférence internationale Chugaev sur la chimie de coordination qui se tiendra du 2 au 6 octobre à Nijni Novgorod (Russie).

« Au cours des deux dernières années, plus de 100 articles de recherche sur la liaison chalcogène ont été publiés chaque année dans la base de données scientifique Web of Science, " Kamran Makhmudov, explique l'auteur principal de l'ouvrage. « L'intérêt pour ce sujet connaît une croissance exponentielle depuis une décennie, mais étonnamment, il n'y avait pas d'article généralisé sur l'utilisation des liaisons chalcogènes en synthèse, catalyse et conception de matériaux pertinents pour la chimie moderne. Nous pensons que cette perspective qui systématise les informations existantes sur les applications de la liaison chalcogène comblera cette lacune et attirera davantage l'attention sur ce nouveau domaine de recherche en pleine croissance. »

La disposition des atomes à l'intérieur d'une molécule est déterminée par des liaisons covalentes. Ils se forment lorsque des atomes partagent des paires d'électrons. En ce qui concerne les molécules de protéines, les interactions covalentes entre les atomes déterminent la structure primaire de la molécule (la "chaîne" d'acides aminés).

Avec les liaisons covalentes entre les atomes et les particules polyatomiques, il existe des interactions non covalentes. Liaisons non covalentes (aérogènes, halogène, chalcogénique, pnictogénique, tétrel et icosagène) sont formés par les éléments des 13e au 18e groupes du tableau périodique :hydrogène, halogènes (comme le chlore, brome, fluor et iode), les chalcogènes (éléments du sous-groupe oxygène et soufre), pnictogènes (arsenic, antimoine, bismuth). Les atomes de ces éléments chimiques ont un potentiel électrostatique positif. En d'autres termes, ces atomes reçoivent une charge positive qui attire les atomes d'éléments chimiques chargés négativement. C'est le principe de fonctionnement des acides de Lewis :leur centre acide attire les molécules chargées négativement (enrichies d'électrons qui leur donnent cette charge négative).

« C'est grâce à des interactions non covalentes que des amas d'atomes ou de molécules peuvent exister à l'état condensé, sous la forme d'un liquide ou d'un solide. Ces interactions jouent un rôle important lorsque nous traitons avec des polymères, " a déclaré Kamran Makhmudov. " En particulier, différents complexes protéiques sont combinés par des interactions non covalentes soit entre eux soit avec des acides nucléiques pour former des ribosomes, chromatine, virus, ou avec des lipides pour constituer des membranes lipoprotéiques. Ainsi, les interactions non covalentes forment la base d'importantes structures biologiques et leur rôle en biologie est particulièrement important."

Les scientifiques ont découvert comment les éléments chimiques du groupe chalcogène forment des liaisons chimiques non covalentes. Ce groupe comprend l'oxygène (O), soufre (S), sélénium (Se), tellure (Te), polonium (Po), et Livermorium (Lv) radioactif produit artificiellement.

La liaison chalcogène est l'un des types d'interactions non covalentes. Un atome de chalcogène est lié à une molécule par des liaisons covalentes, mais il a une ou plusieurs zones chargées positivement. En raison de l'attraction des charges positives vers les charges négatives, l'atome de chalcogène s'attache à d'autres parties de la molécule qui ont des zones chargées négativement. C'est ainsi que se forme la liaison chalcogène. C'est l'un des mécanismes de repliement des molécules de protéines qui conserve sa forme.

La liaison chalcogène est généralement observée dans les substances à l'état solide. Mais dans plusieurs études, les chalcogènes étaient également actifs dans une solution. C'est une propriété très importante, car il rend les chalcogènes utiles pour la chimie analytique et la médecine. De plus, on sait déjà que la liaison chalcogène (principalement l'interaction entre le soufre et l'oxygène) joue un rôle important dans les systèmes biologiques. Les scientifiques pensent que nous devrions commencer à penser à inclure les chalcogènes dans la conception de médicaments. Avec l'aide de multiples liaisons chalcogènes entre les centres de soufre, sélénium et tellure, nous pouvons créer des nanotubes qui contiendront d'autres molécules.

"Nous espérons que ces exemples et les discussions connexes attireront davantage l'attention sur ce domaine passionnant d'application pratique du chalcogène. De plus, nous pouvons nous attendre à ce que la liaison chalcogène soit reconnue par l'Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) dans un proche avenir, " conclut le scientifique.