La tesis doctoral de Antoni Bauzà Riera «redescubre» el tetrel bond como una nueva herramienta de la química supramolecular
La tesis doctoral de Antoni Bauzà Riera, defendida en la Universidad de las Islas Baleares, se enmarca en el estudio de las interacciones no covalentes denominadas «no convencionales», también conocidas como interacciones σ- y π-hole. La tesis, que se ha realizado en el marco de la actividad investigadora del grupo de investigación en Química Supramolecular, la han dirigido los doctores Antoni Frontera y David Quiñonero, del Departamento de Química.
A través de la utilización de herramientas computacionales es posible conocer la naturaleza física y las propiedades intrínsecas como la direccionalidad y la estabilidad de estas interacciones σ- y π-hole. La información obtenida és clave para comprender muchos de los procesos que tienen lugar en los campos de investigación de la química, la biología o la ciencia de materiales, donde las interacciones no covalentes ejercen un papel clave en la regulación de mecanismos como el reconocimiento molecular, así como la formación de complejos enzima-sustrato y de nuevas estructuras supramoleculares. Por este motivo, las interacciones σ- y π-hole se consideran herramientas con un gran potencial de aplicación para el diseño de nuevos receptores moleculares, fármacos y materiales con nuevas propiedades. Un σ-hole es una región de potencial electrostático positivo situada a lo largo de un enlace covalente, como pueden ser los enlaces X-H o X-Hlg (X = cualquier átomo, Hlg = halógeno). Por otro lado, un π-hole se define como una región de potencial positivo situada perpendicularmente al plano molecular (por ejemplo, el átomo de nitrógeno presente en un grupo –NO2). Estas regiones interaccionan de forma atractiva con especies ricas en electrones (bases de Lewis).
Concretamente, la tesis doctoral de Antoni Bauzà Riera se focaliza en el papel que tienen las interacciones tetrel bond (grupo IV), pnicogen bond (grupo V) y aerogen bond (grupo VIII) en la química y la bioquímica mediante el uso de herramientas computacionales. Uno de los descubrimientos más destacados de la investigación hecha por Antoni Bauzà es el «redescubrimiento» del tetrel bond como una nueva herramienta de la química supramolecular, incluyendo un estudio de su direccionalidad. También se ha analizado el papel que tiene esta interacción en los campos de la química atmosférica y la química biológica, y se ha concluido que es una fuerza que hay que tener en cuenta en el estudio de las interacciones entre CFC y otros gases atmosféricos, así como una fuente principal de estabilización de complejos proteína-ligando. Por otro lado, las interacciones de aspecto π-hole que impliquen grupos –NO2 y el anión NO3– se han analizado desde el punto de vista de su naturaleza física y de su direccionalidad. También se ha evaluado el papel de las interacciones pnicogen-p en el mecanismo de acción de fármacos que luchan contra la leishmaniosis. Finalmente, se han analizado y caracterizado las interacciones σ- y π-hole aerogen bond, que implican átomos pertenecientes al grupo de los gases nobles.
Reconocimientos y publicaciones
La investigación que Antoni Bauzà ha hecho en el marco de su tesis doctoral ha obtenido diferentes reconocimientos, como el premio a la mejor presentación de póster de un alumno de doctorado al 10th Congress on Electronic Structure: Principles and Applications (julio de 2016) y el Premio de Investigación para Alumnos de Doctorado de la empresa farmacéutica Lilly (octubre de 2016).
Además, los trabajos que integran esta tesis doctoral han sido publicados en revistas científicas internacionales de prestigio, como Nature Communications, Chemistry. A European Journal, Angewandte Chemie International Edition y Environmental Science & Technology.
Ficha de la tesis doctoral
- Título: On the Importance of the s-/p-hole interactions in chemistry and biochemistry
- Autor: Antoni Bauzà Riera
- Programa de doctorado: Ciencia y Tecnología Química
- Departamento: Química
- Directores: Antoni Frontera Beccaria y David Quiñonero Santiago
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Fecha de publicación: 19/05/2017