بقلم: د. مازن إسماعيل محمد
مكة المكرمة
في عالم الكيمياء والمواد المتقدمة، يبرز مفهوم الانتقائية الفراغية (Enantioselectivity) كأحد أعمدة صناعة الأدوية والمواد الذكية؛ حيث إن القدرة على التمييز بين شكلين فراغيين للجزيء (المتماكبات الضوئية) قد تعني الفرق بين دواء فعّال وآخر عديم الجدوى أو حتى ضار.
البنى فوق الجزيئية الكيرالية
جاء الاهتمام المتزايد بـ البنى فوق الجزيئية الكيرالية (Chiral Supramolecular Architectures)، وهي هياكل نانوية تتشكل عبر التجميع الذاتي للجزيئات، وتتميز بخصائص حلزونية يمينية أو يسارية. في هذا السياق، قدّم الباحث Mendi Bkhit وزملاؤه في مجلة Science China Materials دراسة رائدة حول النانوزيمات الحلزونية الكيرالية (Chiral Helical Nanozymes).
سر “طول الخطوة الحلزونية” (Screw Pitch)
ركزت الدراسة على خاصية لم تُدرس بعمق من قبل وهي الـ Screw Pitch، أي المسافة بين لفتين متتاليتين في البنية الحلزونية.
- المادة المستخدمة: جزيء DAIPA (ثنائي حمض 5-أمينو إيزوفثاليك).
- طريقة البناء: تمكن الفريق بوساطة الكحول من بناء شرائط نانوية حلزونية يمينية (P) ويسارية (M).
- الضبط الدقيق: وجد الباحثون أن طول الخطوة الحلزونية يمكن ضبطه من 360 إلى 3152 نانومتر ببساطة عبر تغيير نوع الكحول ونسبة الكحول/الماء، حيث لعبت الروابط الهيدروجينية دوراً أساسياً في تشكيل هذه البنية.
نتائج مذهلة في الانتقائية
عند تغليف هذه الشرائط بجسيمات Fe₃O₄ (أكسيد الحديد المغناطيسي) النانوية، ظهرت خصائص تحفيزية مميزة:
- النانوزيم الحلزوني الأيمن (P-DAIPA-Fe₃O₄) كان أكثر فاعلية تجاه S-DOPA.
- النانوزيم الحلزوني الأيسر (M-DAIPA-Fe₃O₄) فضّل الشكل الآخر R-DOPA.
القاعدة الذهبية للاكتشاف: أثبتت الدراسة وجود علاقة عكسية؛ فكلما قصر الـ screw pitch، زادت قدرة النانوزيم على التمييز بين المتماكبات الضوئية، مع عوامل انتقائية تراوحت بين 1.52 و2.01.
آفاق مستقبلية
هذا الاكتشاف يفتح الباب أمام تصميم نانوزيمات كيرالية ذات انتقائية قابلة للضبط، وتطوير تقنيات جديدة في التخليق الانتقائي، وصولاً إلى تطبيقات دوائية أكثر نقاءً وفعالية. إن التحكم في طول الخطوة الحلزونية ليس مجرد تعديل شكلي، بل هو مفتاح ميكانيكي لضبط الانتقائية الفراغية، مما يمثل خطوة متقدمة نحو فهم العلاقة بين البنية الوظيفية والتحفيز الذكي.
إن هذه القفزات العلمية في مختبراتنا الوطنية تدعم مستهدفات رؤية المملكة الطموحة، في ظل الرعاية الكريمة التي يحظى بها قطاع البحث والابتكار من لدُن خادم الحرمين الشريفين الملك سلمان بن عبدالعزيز وولي عهده الأمين الأمير محمد بن سلمان حفظهم الله.
