Les molécules chirales sont définies comme des molécules non superposables sur leurs images miroir, un peu comme celle de la structure osseuse de la main humaine gauche et droite. Il existe de nombreux exemples de molécules chirales dans la nature, y compris les protéines et l'acide désoxyribonucléique (ADN). Les processus dynamiques de ces molécules chirales sont très importants pour comprendre leur activité biologique. En effet, l'agrégation des protéines est associée à de nombreuses conditions pathologiques, dont la maladie d'Alzheimer, qui est causée par l'accumulation de fragments bêta-amyloïdes dans le cerveau au fil du temps. Ainsi, il est important de comprendre et d'observer de telles agrégations et conformations moléculaires (chirales) au fil du temps.

Les options actuellement disponibles pour analyser la conformation moléculaire comprennent la microscopie électronique et la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN). Les deux méthodes nécessitent l'extraction d'échantillons dans des conditions difficiles, un processus long qui peut endommager la conformation moléculaire de l'échantillon. La deuxième limitation de ces méthodes est que le résultat final ne fournira la conformation du composé qu'à un moment précis.

Cette nouvelle méthode implique le dichroïsme circulaire d'agrégation-annihilation (AACD) et une molécule chirale bien étudiée appelée 1, Dérivés 1'-binapthyle (BN). Il a été observé que les signaux CD du BN étaient annihilés après la formation des agrégats de BN, probablement en raison du changement de conformation du 1, groupe 1'-binapthyle pendant le processus d'agrégation.

Dans leur travail, quatre molécules chirales à base de BN (respectivement P-1 à P-4) ont été synthétisées par de simples réactions de couplage de Suzuki. Les polymères avec les unités BN "ouvertes" ont montré des signes clairs de dichroïsme chiral annihilé par agrégation (AACD). Lorsque les unités BN ont été verrouillées, l'annihilation est contenue. Les polymères ont d'abord été dissous dans un solvant organique, tétrahydrofurane (THF). La deuxième étape consistait à ajouter de l'eau, un mauvais solvant des polymères, a été progressivement ajouté à la solution, ce qui a conduit à la formation d'agrégats. Les spectres CD des différents polymères ont été pris à différentes fractions d'eau et analysés. Cette méthodologie a permis aux chercheurs d'analyser le processus d'agrégation moléculaire en temps réel.

Une simulation de dynamique moléculaire (MD) des polymères a été réalisée dans du THF et de l'eau pour examiner plus en détail la relation entre l'annihilation des CD et le changement de conformation. Ce modèle a indiqué que P-1 ouvert montrait une large distribution de l'angle dièdre mais que P-3 verrouillé montrait une distribution étroite. De la solution à l'agrégat, le dans les polymères ouverts (P-1 et P-2) devient plus négatif et une partie des conformères se détend de cisoïde à transoïde. Le dans les polymères verrouillés (P-3 et P-4) augmente légèrement et la conformation cisoïde est préservée tout au long du processus d'agrégation.

« La combinaison de la simulation MD et de l'analyse du changement d'intensité du couplet CD et de la division de longueur d'onde pendant le processus d'agrégation est donc une méthode attrayante de surveillance in situ et en temps réel du changement conformationnel, " a déclaré le professeur Ben-Zhong TANG de HKUST, qui a mené cette recherche.

"C'est beaucoup moins cher, une méthode plus simple de surveillance des changements de conformation des macromolécules chirales signifie que nous pouvons appliquer cette méthode pour comprendre plus facilement de nombreux processus biologiques, " a déclaré le Dr Haoke ZHANG, un co-auteur de l'article.