Teoria louca de 67 anos sobre a vitamina B1 é finalmente comprovada
Químicos conseguiram realizar o que muitos consideravam impossível ao estabilizar uma molécula extremamente reativa em água, confirmando uma teoria sobre a vitamina B1 que existe há 67 anos. Essa conquista não apenas soluciona um mistério bioquímico de longa data, mas também aponta para métodos mais limpos e eficientes na produção de produtos farmacêuticos.
No centro dessa descoberta está um carbene, uma forma de carbono com apenas seis elétrons de valência. Sob condições normais, átomos de carbono são mais estáveis com oito elétrons. Com apenas seis, os carbenos são altamente instáveis e reagem quase instantaneamente com seu ambiente. Em água, eles geralmente se desintegram imediatamente.
Durante décadas, os cientistas acreditaram que a vitamina B1, também conhecida como tiamina, poderia brevemente formar uma estrutura semelhante a um carbene dentro das células para ajudar a impulsionar reações bioquímicas essenciais. No entanto, devido à extrema instabilidade da molécula, ninguém conseguira observá-la diretamente nessas condições.
Primeiro Carbene Estável Observado em Água
Pesquisadores agora conseguiram criar um carbene que permanece estável em água. Não apenas o geraram, mas também o isolaram, selaram em um tubo e observaram que se manteve intacto por meses. Os achados são detalhados em um estudo publicado na Science Advances.
“Esta é a primeira vez que alguém conseguiu observar um carbene estável em água,” disse Vincent Lavallo, professor de química na UC Riverside e autor correspondente do artigo. “As pessoas achavam que isso era uma ideia maluca. Mas parece que Breslow estava certo.”
Uma Hipótese de 1958 Finalmente Confirmada
Lavallo refere-se a Ronald Breslow, um químico da Universidade de Columbia que propôs em 1958 que a vitamina B1 poderia se transformar em um carbene para possibilitar reações bioquímicas essenciais. Embora a ideia tenha sido influente, permaneceu sem provas porque os carbenos eram conhecidos por sua instabilidade, especialmente em água, tornando difícil capturá-los ou estudá-los.
Para superar esse desafio, a equipe de Lavallo desenvolveu uma estrutura molecular protetora que envolve o carbene. Ele descreve isso como “uma armadura”, projetada para proteger o centro reativo da água e de outras moléculas próximas. Com essa proteção, o carbene se torna estável o suficiente para análises detalhadas usando ressonância magnética nuclear e cristalografia por raios-X, oferecendo evidências claras de que tais moléculas podem existir em água.
“Estávamos criando essas moléculas reativas para explorar sua química, e não perseguindo uma teoria histórica,” disse Varun Raviprolu, primeiro autor do estudo, que completou a pesquisa como estudante de pós-graduação na UCR e agora é pesquisador de pós-doutorado na UCLA. “Mas, no final, nosso trabalho acabou confirmando exatamente o que Breslow propôs todos aqueles anos atrás.”
Rumo a uma Química Mais Ecológica e Produção de Medicamentos
As implicações vão além da solução de um mistério científico. Os carbenos são amplamente usados como “ligantes,” ou componentes de apoio em catalisadores à base de metais que ajudam a impulsionar reações químicas. Esses catalisadores desempenham um papel importante na produção de produtos farmacêuticos, combustíveis e outros materiais. No entanto, muitos desses processos dependem de solventes orgânicos tóxicos.
Ao estabilizar carbenos em água, os pesquisadores podem ter aberto a porta para uma produção química mais segura e ecologicamente correta.
“A água é o solvente ideal — é abundante, não tóxica e ambientalmente amigável,” disse Raviprolu. “Se conseguirmos fazer esses poderosos catalisadores funcionarem em água, isso representa um grande passo em direção a uma química mais verde.”
Mais Próximo de Imitar a Química em Células Vivas
A capacidade de criar e manter moléculas intermediárias reativas em água também aproxima os cientistas de replicar a química que ocorre naturalmente dentro das células vivas, que são compostas principalmente de água.
“Existem outros intermediários reativos que nunca conseguimos isolar, assim como esse,” disse Lavallo. “Usando estratégias protetoras como a nossa, podemos finalmente conseguir vê-los e aprender com eles.”
Uma Conquista de Anos de Trabalho
Para Lavallo, que passou duas décadas trabalhando com carbenos, essa conquista traz significado tanto científico quanto pessoal.
“Há apenas 30 anos, as pessoas pensavam que essas moléculas não podiam ser feitas,” disse ele. “Agora podemos engarrafá-las em água. O que Breslow disse todos aqueles anos atrás — ele estava certo.”
Raviprolu vê essa descoberta como uma lição mais ampla sobre a persistência na ciência.
“Algo que parece impossível hoje pode ser possível amanhã, se continuarmos a investir na ciência,” afirmou.
