Nanotecnologia

Máquinas moleculares: Moléculas que fabricam moléculas

Máquinas moleculares: Moléculas que fabricam moléculas
A máquina molecular é lenta, mas seu princípio de funcionamento lembra a montagem robotizada de automóveis. [Imagem: Miriam Wilson]

Nanofábricas

Uma nova revolução industrial começa a ser preparada de forma silenciosa e invisível no interior de vários laboratórios de nanotecnologia ao redor do mundo.

São as nanofábricas, onde as linhas de montagem, que só podem ser vistas pelo microscópio, imitam a forma como as moléculas são feitas na natureza.

E uma das máquinas moleculares artificiais mais avançadas já construídas acaba de ser apresentada pela equipe do Dr. David Leigh, da Universidade de Manchester, no Reino Unido.

"Esta máquina usa moléculas para fazer moléculas em um processo sintético que é similar à linha de montagem robotizada dos automóveis," explica o pesquisador.

"Estas máquinas poderão tornar os processos de fabricação de moléculas muito mais eficientes e baratos. Isso irá beneficiar todos os tipos de fábricas, já que a maioria dos produtos feitos pelo homem começa no nível molecular. Por exemplo, nós atualmente estamos modificando nossa máquina para que ela possa fabricar penicilina," complementa o pesquisador.

Máquina molecular

A máquina molecular, que mede apenas alguns milionésimos de milímetro, foi inspirada no ribossomo, essencialmente uma máquina molecular natural, que é encontrada em todas as células vivas.

O ribossomo é uma organela que fabrica proteínas enzimas para os seres vivos - ele faz isso juntando aminoácidos.

Bartosz Lewandowski, idealizador da máquina molecular artificial, usou um rotaxano, uma molécula que já foi usada para fabricar nanomotores, nanoválvulas e até uma memória para computadores moleculares.

O rotaxano consiste em um pequeno anel preso a um bastão. Ao deslizar ao longo do bastão, a molécula captura os aminoácidos que os pesquisadores colocam em seu caminho.

União supera a lentidão

O protótipo da máquina molecular conseguiu juntar três aminoácidos para fabricar alguns miligramas de peptídeos - na verdade, são trilhões de máquinas funcionando simultaneamente.

"O ribossomo pode juntar 20 blocos por segundo até que 150 deles estejam ligados. Até o momento nossa máquina consegue juntar até 4 blocos, e ela leva 12 horas para conectar cada bloco," contextualiza Leigh.

"Mas você pode tornar esse processo maciçamente paralelo: nós já estamos usando 1018 dessas máquinas em paralelo em nosso laboratório para fabricar moléculas," acrescenta.

O próximo passo é construir máquinas capazes de lidar com um número maior de peças, para fabricar moléculas mais complexas, sobretudo moléculas artificiais não encontradas naturalmente.

Bibliografia:

Sequence-Specific Peptide Synthesis by an Artificial Small-Molecule Machine
Bartosz Lewandowski, Guillaume De Bo, John W. Ward, Marcus Papmeyer, Sonja Kuschel, María J. Aldegunde, Philipp M. E. Gramlich, Dominik Heckmann, Stephen M. Goldup, Daniel M. D Souza, Antony E. Fernandes, David A. Leigh
Science
Vol.: 339 - p. 189-193
DOI: 10.1126/science.1229753




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