Les scientifiques de Trinity ont créé une suite de nouveaux capteurs biologiques en réorganisant chimiquement des pigments pour qu'ils agissent comme de minuscules pièges à mouches de Vénus.

Les capteurs sont capables de détecter et de saisir des molécules spécifiques, comme les polluants, et aura bientôt une foule d'importants facteurs environnementaux, applications médicales et de sécurité.

Porphyrines, une classe unique de pigments intensément colorés, également connus sous le nom de « pigments de vie », constitue la clé de cette innovation révolutionnaire.

Le mot porphyrine est dérivé du mot grec porphura, signifiant violet, et le premier chapitre détaillant l'histoire médico-chimique des porphyrines remonte à l'époque d'Hérodote (vers 484 à 425 avant JC).

Ce conte n'a cessé de progresser depuis et est au cœur des travaux du professeur Mathias O. Senge à Trinity.

Dans les organismes vivants, les porphyrines jouent un rôle important dans le métabolisme, les exemples les plus importants étant l'hème (le pigment des globules rouges responsable du transport de l'oxygène) et la chlorophylle (le pigment végétal vert responsable de la récolte de la lumière et de la photosynthèse).

Dans la nature, les versions actives de ces molécules contiennent une variété de métaux dans leur noyau, ce qui donne lieu à un ensemble de propriétés uniques.

Les chercheurs de Trinity, sous la direction du Professeur Mathias O. Senge, Chaire de chimie organique, a choisi une approche disruptive en explorant la version sans métal des porphyrines. Leur travail a créé une toute nouvelle gamme de récepteurs moléculaires.

En forçant les molécules de porphyrine à se retourner, en forme de selle, ils ont pu exploiter le noyau autrefois inaccessible du système.

Puis, en introduisant des groupes fonctionnels près du centre actif, ils ont pu capturer de petites molécules, telles que des polluants pharmaceutiques ou agricoles, par exemple des pyrophosphates et des sulfates, puis les maintenir dans la cavité en forme de récepteur.

Les porphyrines sont des composés de couleur intense, donc lorsqu'une molécule cible est capturée, la couleur change radicalement. Cela souligne la valeur des porphyrines en tant que biocapteurs car il est clair qu'elles ont réussi à capturer leurs cibles.

Karolis Norvaiša, un doctorat financé par le Conseil irlandais de la recherche. Chercheur à Trinity, et premier auteur de l'étude, a déclaré:"Ces capteurs sont comme des pièges à mouches de Vénus. Si vous déformez les molécules, ils ressemblent aux feuilles qui s'ouvrent d'un piège à mouches de Vénus et, si tu regardes à l'intérieur, il y a des poils courts et raides qui agissent comme des déclencheurs. Quand quelque chose interagit avec ces poils, les deux lobes des feuilles se referment."

Les groupes périphériques de la porphyrine maintiennent alors sélectivement en place des molécules cibles appropriées dans son noyau, créer une pochette de reliure fonctionnelle et sélective, exactement de la même manière que les projections en forme de doigts des pièges à mouches de Vénus gardent à l'intérieur des insectes cibles malheureux.

La découverte a récemment été publiée dans Angewandte Chemie Édition Internationale .

Le travail met en évidence le début d'un projet H2020 FET-OPEN à l'échelle de l'UE appelé INITIO, qui vise à détecter et éliminer les polluants. Le travail a été rendu possible grâce au financement initial de la Science Foundation Ireland et à un prix de professeur invité August-Wilhelm Scheer pour le professeur Senge à l'Université technique de Munich.

Le professeur Senge a ajouté :« La compréhension des interactions du noyau de porphyrine est une étape importante pour les catalyseurs artificiels de type enzymatique à base de porphyrine. Nous arriverons lentement mais sûrement au point où nous pourrons réaliser et utiliser tout le potentiel des interfaces porphyrine-substrat. éliminer les polluants, surveiller l'état de l'environnement, traiter les menaces de sécurité, et délivrer des diagnostics médicaux."