Pequeño “detour” británico II: de entropía, medicamentos y “punting”

23/12/2016 0 comentarios
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La mañana del segundo día nos recibe de nuevo con un frío tan intenso como el de la noche anterior. Escondido entre una gorra y una bufanda me dirijo, junto a Sylvia McLain, hacia el departamento de Bioquímica. En el camino cruzamos uno de los canales de Oxford por el "Magdalen Bridge" y vemos unas barcas de forma rectangular llamadas "punt". No cuesta nada imaginarse a Lewis Carrol en una de ellas explicando historias imposibles a una boquiabierta Alicia Diddell.

     Antes que nada un pequeño tutorial por si alguna vez viajamos a Oxford y decidimos hacer "punting". Para desplazarse con una de estas barcas o "punts" se toma una pértiga de unos tres metros, se introduce dentro del agua, se apoya contra el suelo, y empujamos, dejando que la tercera ley de Newton haga el resto. Todo ello haciendo equilibrios sobre un extremo de la barca. Lo peor que te puede pasar (hablo por experiencia) es que el fondo del canal sea de barro y la pértiga de madera se quede clavada. Entonces tienes dos opciones: caer al agua aguantando heroicamente la pértiga, o dejarla clavada y esperar a que alguien (más hábil) la desclave y te la acerque. En cualquier caso, el invierno no es la mejor época para tomar ese riesgo.

Barcas de Punting bajo el puente de Magdalene street, esperando a algún intrépido barquero.

 

     Sylvia y yo llegamos al centro de Oxford y subimos al café de la librería Blackwells, y nos instalamos cómodamente en esa frontera entre trabajo y placer que supone otra discusión científica. Esta vez más práctica que la de la noche anterior. La cosa va de medicamentos.

     Me sorprende que las moléculas que constituyen muchos medicamentos tengan una estructura tan sencilla. Uno espera una compleja molécula retorcida de forma imposible, pero no. Una pequeña molécula es capaz de abrir las puertas que permiten el intercambio de substancias en la célula. Estas puertas de acceso al interior de la célula son las proteínas transmembrana, y éstas si que son extremadamente complejas. Tienen una forma aproximada de un tubo que atraviesa la membrana celular de parte a parte.

Molécula de prilocaina (un medicamento anestésico) a la izquierda, y proteína transmembrana a la derecha. La segunda es tan compleja que no se muestran los átomos individuales que la componen.

     Pues bien, algunos medicamentos, de apariencia sencilla, son capaces de unirse a sitios específicos de estas proteínas y abrir o cerrar estos canales a voluntad... y todo ello sucede, evidentemente, en medio acuoso. La idea, que se abre paso entre sorbo y sorbo de café, es intentar "mapear" estas drogas. Es decir, mirar en qué lugares alrededor de una molécula terapéutica se une el agua (partes hidrófilas) y dónde prefiere no estar (partes hidrófobas). Además sería interesante poder determinar si la estructura del agua se modifica alrededor de estos sitios, y hasta qué distancia... y para ello cerramos el círculo y volvemos a la entropía.

Najar's place. Nada mejor que comer un buen falafel después de charlar sobre entropía y medicamentos. Los tres estudiantes que aparecen en la foto son Nicola, el gran Ric, y Thomas

     Al mediodía vamos a comer los estudiantes del grupo de Sylvia y yo a un local de Falafel, el Najar's place. No estaba en mi lista original de cosas que hay que hacer en Oxford, pero sin duda hay que añadir probar uno de estos bocadillos exquisitos. A poder ser con Hallumi y con Baba Ghanoush... ¿y la entropía?

     El máximo desorden en un sistema molecular lo obtenemos cuando no existe ni una posición ni una orientación particular de las moléculas. Para entenderlo, imaginemos que podemos viajar cabalgando a lomos de una molécula. El viaje lo hacemos atravesando un sistema completamente desordenado. Si miramos a nuestro alrededor veremos moléculas en cualquier dirección en que miremos. Por decirlo de una forma más o menos poética, si las moléculas fueran estrellas, desde nuestra montura molecular veríamos estrellas en cualquier dirección formando un fondo uniforme de puntos brillantes. Esto sucede en un gas ideal, que es el estado máximo de entropía de un material. Es el estado de máximo desorden.

     Si, en cambio, el agua se ordenara alrededor de una molécula de medicamento veríamos aparecer "grumos" en nuestra noche estrellada. Es decir, allá donde las moléculas de agua se reúnen veríamos manchas más brillantes. Esto haría que la entropía de nuestro sistema disminuyera. Ahora la clave está en conseguir traducir esta idea en números. Y para ello tenemos que echar mano de la teoría de la información. Pero esto lo explicaremos mañana, en la siguiente entrada del blog.

Hora de resumir y hacer una 'reunión de pizarra'.

     La noche la rematamos en uno de los numerosos pubs de Oxford. En concreto, en el Fir Tree, con un hogar en el que arde un fuego que da un ambiente cálido al local. Es hora de sentarse con una hoja de papel y resumir y ordenar las ideas y crear un plan de trabajo. Lo que llamaría mi queridísimo amigo Artur Paz "una reunión de pizarra". En la hoja de papel intentamos, en la medida de lo posible, ordenar las ideas de los días anteriores... y una vez más disminuimos la entropía de nuestro sistema desafiando a la segunda ley. Y mañana a Cambridge.

 

Si quereis saber más:

En youtube: 

www.youtube.com/watch?v=81MtXcoBI0o

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