Случайное открытие подтвердило гипотезу 70-летней давности: витамин B1 может образовывать «невозможные» молекулы

Американские ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде совершили прорыв, случайно доказав спорную гипотезу 1958 года о роли витамина B1 (тиамина) в метаболизме. Им впервые удалось стабилизировать в воде крайне неустойчивую молекулу — карбен, что раньше считалось невозможным. Результаты исследования опубликованы в Science Advances (SciAdv).

Как «невозможная» молекула оказалась реальной

В 1958 году химик Рональд Бреслоу выдвинул смелое предположение: тиамин участвует в биохимических реакциях, временно превращаясь в карбен — сверхреактивную молекулу, существующую доли секунды. Проблема заключалась в том, что карбены мгновенно разрушаются в воде, а значит, их участие в живых организмах казалось маловероятным.

Однако спустя 67 лет команда ученых опровергла это ограничение. Они разработали молекулярную «броню» — специальный контейнер, изолирующий карбен от воды. Благодаря этому молекула оставалась стабильной в водной среде до шести месяцев.

«Люди считали эту идею безумной, но Бреслоу оказался прав», — заявил соавтор исследования, химик Винсент Лавалло.

Последствия открытия: от биохимии до «зеленой» химии

Используя микроскопию высокого разрешения, ученые подтвердили: защищенный карбен не разрушается, а значит, гипотеза Бреслоу о его роли в метаболизме вполне обоснована. Это открывает новые пути в изучении биохимических процессов, связанных с витамином B1.

Но последствия открытия выходят за рамки биологии. Вода — идеальный растворитель: безопасный, дешевый и экологичный. Если реактивные молекулы, подобные карбенам, можно стабилизировать в ней, это позволит сократить использование токсичных органических растворителей в промышленности.

Наука как череда случайных открытий

Любопытно, что изначально ученые исследовали реактивные молекулы вообще, а не проверяли гипотезу Бреслоу. Это еще один пример того, как фундаментальная наука может неожиданно изменить наши представления о возможном.

«Мы просто изучали свойства молекул, а в итоге подтвердили теорию, которую считали фантастикой», — признался Лавалло.

Теперь перед исследователями стоит новая задача: выяснить, действительно ли карбены образуются в организме под действием тиамина. Если да, это перевернет наши представления о биохимии витаминов.