Enzimi, si ispira a loro nuovo metodo per creare materiali innovativi

Un meccanismo chimico ispirato al funzionamento degli enzimi potrà essere utilizzato per l’assemblaggio di molecole sintetiche. Il nuovo metodo imita il comportamento dei filamenti cellulari, producendo così materiali con proprietà fino a ora impensabili. A individuare il meccanismo sono stati Leonard Prins e Giulio Ragazzon, ricercatori presso l’Università di Padova. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nature Nanotechnology e potrebbe aprire le porte allo sviluppo di materiali sintetici ad alta energia.

Come gli enzimi nelle cellule

I due scienziati sono riusciti a individuare il processo chimico in grado di trasferire l’energia dei nutrienti alle fibra, misurando l’energia immagazzinata. Gli esseri viventi possiedono cellule con una fitta rete di filamenti, importante per il controllo della loro struttura, per la resistenza meccanica e il movimento. All’interno della rete gli enzimi si assemblano in filamenti. Questi ultimi per formarsi hanno bisogno di un costante apporto di nutrienti. L’energia necessaria viene trasferita attraverso un meccanismo chimico. Senza questo processo non sarebbero in grado di generarsi. La modalità di formazione e assemblaggio dei filamenti era stata finora studiata da fisici e biochimici a livello teorico, ma mancava l’aspetto chimico.

Capaci di accumulare l’energia

I due studiosi sono riusciti a dimostrare che questi materiali si formano perché sono capaci di accumulare l’energia proveniente dai nutrienti. Inoltre, hanno elaborato un metodo che consente di ricostruire quanta energia è stata accumulata. In questo modo sarà possibile progettare dei sistemi in grado di convertire energia in maniera innovativa. Hanno scoperto che la capacità di un insieme di molecole di immagazzinare energia può essere una forza evolutiva. “Per capire ciò che è stato scoperto bisogna immaginare un gruppo di piccole molecole: quando incontrano un nutriente evolvono in una struttura migliore per assimilarne l’energia, non per avere una forma più stabile”, spiega Prins. “È un comportamento completamente diverso da quello dei sistemi molecolari studiati finora. Con la nuova strategia sarà possibile ottenere e soprattutto mantenere strutture ad alta energia che hanno proprietà meccaniche diverse”, aggiunge il ricercatore.