Científicos del Instituto de Ciencia Molecular (ICMol) de la Universitat de València (UV) han descubierto un nuevo mecanismo de control de la porosidad en materiales moleculares, dentro de sus investigaciones en torno a los llamados metal-organic frameworks (MOFs) o redes metal-orgánicas. Se trata de compuestos "singulares" de "gran riqueza" química que, gracias a la versatilidad de sus componentes, encuentran aplicaciones en muy diversos campos de Química y Ciencia de los Materiales.

Según ha informado la institución académica en un comunicado, los materiales porosos moleculares son objeto de estudio por parte de numerosos grupos de investigación en todo el mundo. Entre estos compuestos, que permiten la introducción de moléculas a través de las cavidades de su estructura, los llamados metal-organic frameworks (MOFs) o redes metal-orgánicas poseen "una gran riqueza química gracias a su naturaleza modular".

Su capacidad para exhibir porosidad permanente y la cantidad de variaciones que permiten sus componentes son factores que facilitan el desarrollo de nuevos materiales con aplicaciones en campos muy diversos de la Ciencia de los Materiales, como almacenamiento y separación de gases, catálisis, sensores, magnetismo, óptica o aplicaciones biomédicas.

El investigador Ramón y Cajal en el Instituto de Ciencia Molecular -en el Parc Científic de la UV-, Carlos Martí-Gastaldo, acaba de publicar en 'Nature Chemistry' la descripción de un nuevo mecanismo de control de la porosidad en MOFs. El artículo demuestra que la modificación selectiva de aminoácidos (unidades esenciales de las proteínas) en péptidos (cadenas de aminoácidos), y su incorporación a redes metal-orgánicas, permiten modular la porosidad y respuesta estructural de la red frente a moléculas en estos materiales porosos.

La introducción de aminoácidos, como la serina, en determinados compuestos moleculares -concretamente en dipéptidos con secuencia Gly-X-, es "fundamental para controlar la respuesta dinámica de estas redes basadas en péptidos". La diferencia respecto a otros mecanismos de modulación de la porosidad en MOFs está relacionada con el cerrado cooperativo de los poros ante la introducción de aminoácidos específicos.

Preparación de fármacos más seguros

Este tipo de control sobre la porosidad recuerda a las mutaciones simples en proteínas, donde la modificación de un único aminoácido puede alterar su estructura y función biológica. Estos resultados, que derivan de su reciente trabajo con el profesor Matthew J. Rosseinsky en la University of Liverpool, abren la puerta al desarrollo de sistemas "más complejos para acceder a materiales porosos de interés en catálisis asimétrica, un área de notable importancia en Química que contribuye, por ejemplo, a la preparación de fármacos más eficientes y seguros".

Carlos Martí-Gastaldo se ha incorporado al ICMol como investigador Ramón y Cajal tras su paso por la University of Liverpool como Marie Curie (2010-2012) y URF Fellow de la Royal Society of Chemistry (2013-2014). Su trabajo es multidisciplinar y abarca distintos campos en Química y Ciencia de los Materiales.

Entre los resultados de su investigación, destaca el diseño de materiales híbridos multifuncionales o el desarrollo de MOFs biomiméticos basados en péptidos. Su trabajo ha sido publicado en las principales revistas científicas de impacto, como 'Nature Chemistry', 'Angewandte Chemie International Edition', 'Journal of American Chemical Society' o 'Advanced Materials', y ha sido reconocido con premios como el Suschem Postdoc en 2011.