Misurato l'”abbraccio” molecolare alla base della vita

Misurata per la prima volta la forza dell'”abbraccio” molecolare alla base della chimica della vita: è il legame a idrogeno, che determina le proprietà dell'acqua e la struttura di molecole come il Dna e le proteine. Il risultato, frutto di una collaborazione internazionale tra Svizzera, Finlandia e Giappone, è stato ottenuto grazie ad un sofisticato microscopio a forza atomica ad altissima risoluzione: pubblicato su Science Advances, apre la strada a nuovi metodi per studiare polimeri e macromolecole in 3D.

Per capire l'importanza di questo traguardo, basti pensare che l'idrogeno è l'elemento chimico più abbondante nell'universo ed è parte integrante di quasi tutti i composti organici. Il suo “abbraccio” è fondamentale per legare tra loro le molecole e anche le diverse parti di una stessa macromolecola, che così riesce a ripiegarsi su se stessa assumendo una conformazione specifica da cui derivano le sue proprietà. Una conseguenza del legame a idrogeno nota a tutti, ad esempio, è l'elevata temperatura di ebollizione dell'acqua.

Finora nessuno era riuscito a studiare questo legame nel dettaglio, a livello di singole molecole, dunque la sua forza poteva solo essere stimata. I ricercatori guidati da Shigeki Kawai dell'Università di Basilea, invece, l'hanno misurata per la prima volta in maniera diretta studiando l'abbraccio che due atomi di idrogeno di una molecola a elica (chiamata 'propellano') hanno stretto con l'ossigeno del monossido di carbonio posto sulla puntina di un microscopio a forza atomica.

Il legame a idrogeno si è confermato più forte delle forze di van der Waals che legano fra loro le molecole, mentre è più debole dei legami chimici che uniscono gli atomi, come i lgami ionici.