Ett team av forskare ledda av prof. Frank Glorius och Michael Teders från universitetet i Münster och av prof. Dirk Guldi från universitetet i Erlangen-Nürnberg har presenterat en ny kemisk reaktionsväg som kan visa sig vara av intresse både för forskning och för framställning av aktiva ingredienser i läkemedel. Den nya reaktionen leder till en splittring av bindningar mellan två svavelatomer. Kemisterna använder en ljusdriven katalysmetod (fotokatalys) för att möjliggöra det. Resultaten av forskarnas arbete har publicerats i det senaste numret av tidskriften Naturkemi (förhandspublicering på nätet).

Fördelarna med den nya reaktionen är att den sker mycket snabbt ("klickkemi") och är särskilt exakt. Den symmetriska klyvningen av disulfider, dvs av molekyler med bindningar mellan två svavelatomer, ger upphov till produkter som kan användas för en mängd olika tillämpningar. "Dessa så kallade tiyl-svavelradikaler skulle kunna användas för att producera mediciner, till exempel, eller växtskyddsmedel eller polymerer, säger Frank Glorius från Institute of Organic Chemistry vid Münster University.

För att möjliggöra reaktionen, Münster-forskarna använder en speciell molekyl som absorberar energin från synligt ljus, lagrar den och överför den sedan till en molekyl som är direkt involverad i reaktionen. Denna process, där molekylerna överför elektroner ömsesidigt, kallas energiöverföring. I motsats till den ensidiga överföringen av elektroner, denna metod är inte särskilt utbredd i ljusdriven fotokatalys. Teamet under ledning av Dirk Guldi vid universitetet i Erlangen-Nürnberg klargjorde den molekylära mekanismen för energiöverföringen med hjälp av ultrasnabb spektroskopi. Under denna process, mycket korta laserblixtar gör de molekylära egenskaperna och förändringarna under en kemisk reaktion synliga.

En egenskap hos den nya reaktionsvägen som är av intresse för biokemister är dess biokompatibilitet. Med andra ord, det kan potentiellt utföras i levande celler utan att orsaka någon skada på dem. Det omvända är också sant:det finns ingen negativ effekt på reaktionen från några komponenter i cellerna. Detta gör reaktionsvägen intressant för möjliga tillämpningar inom molekylär märkningskemi – att göra biomolekyler i levande celler synliga för att observera biologiska processer. Biokompatibiliteten för energiöverföringsmetoden utvärderades vid Münster University av forskarteamen ledda av Frank Glorius och biokemisten Andrea Rentmeister, professor vid "Cells in Motion" (CiM) Cluster of Excellence. För sina utvärderingar, teamen använde en ny typ av screeningmetod där de individuellt tillsatte många biomolekyler som fanns i cellen till reaktionsblandningen, för att studera deras effekter i varje fall. Också, de tittade för att se vilka effekter hela biomolekylerna i cellen hade på reaktionen.