Fotografia do Projeto Capela da Ciência Selecionada para a Seção Chemistry in Pictures da Revista C&EN (Chemical and Engineering News)

      

     The reaction procedure shown in the photo is as follows: 50 mL of concentrated H2SO4 are added to a beaker, then the same volume of ethanol is added. The ethanol slowly diffuses into the acid as it is less dense than H2SO4. At the time of formation of two visible liquid phases (ethanol/H2SO4), 500 mg of potassium permanganate is added and the formation of sparks is observed at the ethanol/H2SO4 interface. These sparks originate from the exothermic oxidation of ethanol with potassium permanganate in the presence of concentrated sulfuric acid.

      In ethanol, the hydroxyl carbon is bonded to only one carbon atom, that is, the two other ligands are hydrogen, with two places for the nascent oxygen to attack: initially, there will be the formation of an aldehyde (acetaldehyde), then the continuous oxidation, and other nascent oxygen attacks the carbonyl carbon and produces a carboxylic acid (acetic acid), according to the reaction:

Note: The reaction between potassium permanganate and sulfuric acid produces a greenish sludge-like liquid that is a mixture of potassium sulphate (K2SO4), water (H2O) and dimanganese heptoxide (Mn2O7). The heptoxide, when it comes in contact with any organic material (ethanol), promotes a violent combustion reaction.

    This reaction and others are connected with Chemistry teaching activities and scientific dissemination realized on the Science Chapel project. The goal of the Science Chapel project is to develop engaging demonstrations for high school students.

Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2021: Desvendando o maior órgão do corpo humano por meio das sensações de calor, frio e tatuais

 

     O Nobel de 2021 em fisiologia ou medicina foi compartilhado por dois pesquisadores dos Estados Unidos, cujo trabalho ajuda a explicar a nossa capacidade de sentir o tato e perceber a temperatura. Os cientistas David Julius, da Universidade da California, em São Francisco (USA) e Ardem Patapoutian do Instituto de Pesquisas Scripps, em La Jolla, Califórnia (USA), foram reconhecidos pelo Comitê do Nobel por suas descobertas dos receptores de temperatura e do toque.

      David Julius realizou experimentos usando a capsaicina (substância responsável pela picância (calor) presente nas pimentas do gênero Capsicum) para identificar o canal iônico sensível à temperatura conhecido como TRPV1. Essa descoberta foi publicada na revista Nature em outubro de 1997 e levou à descoberta de outros receptores que também estariam envolvidos na detecção da temperatura. Isso inclui o canal iônico TRPM8, independentemente mostrado por David Julius e Ardem Patapoutian em experimentos, os quais utilizavam o mentol para responder ao frio.

O canal iônico TRPV1 como sensor de temperatura foi descoberto pela primeira vez após experimentos utilizando a capsaicina.

Fonte: ^©The Nobel Committee for Physiology or Medicine/Mattias Karlén

 

          Em 2010, Ardem Patapoutian também identificou um tipo de célula que responde à força mecânica, uma vez que emitia um sinal elétrico quando cutucado com uma micropipeta. Após uma busca trabalhosa, o grupo de pesquisa de Patapoutian descobriu os dois canais iônicos mecanossensíveis, Piezo1 e Piezo2, responsáveis por aquele fenômeno. O Piezo2 em particular está presente em níveis elevados nos neurônios sensoriais. Além de seu papel essencial em nosso tato, o qual é sensível o suficiente para conseguir diferenciar entre superfícies que são praticamente idênticas, porém diferentes apenas pela presença de um único átomo, o Piezo 2 também ajuda a regular outros processos fisiológicos, como a respiração e controle da bexiga.

          O comitê do prêmio Nobel considerou que o conhecimento científico presente no cerne do prêmio deste ano está sendo usado atualmente para desenvolver tratamentos para uma ampla gama de doenças, incluindo a dor crônica.

 

Observação:

Em 2020, quando escrevi o capítulo: Sabores e aromas picantes das pimentas capsicum: explorando aspectos químicos e sensoriais para um livro da área de Gastronomia, discorri sobre a deliciosa picância das pimentas do gênero Capsicum, e ao pesquisar quais eram os possíveis sensores responsáveis em detectar o "calor" proveniente dessas pimentas me deparei logo com um artigo do Dr. David Julius publicado numa revista alemã.

Elétrons localizados no orbital 3d completamente preenchido do zinco podem participar de reações químicas

Um estudo teórico demonstra que o zinco (Zn) pode ter um estado de oxidação +3. A pesquisa desafia um conceito fundamental da Química, pois mostra que os elétrons do orbital d do Zn podem participar de ligações químicas.

Fonte: ^©Puru Jena/Virginia Commonwealth University.

Geometrias otimizadas dos ânions: (A) BeB₁₁(CN)₁₂³⁻, (B) BeB₂₃(CN)₂₂³⁻ e dos compostos neutros: (C) ZnBeB₁₁(CN)₁₂, (D) ZnBeB₂₃(CN)₂₂. Os átomos de boro são mostrados em verde, carbono em cinza, nitrogênio em azul, berílio em laranja e zinco em ciano.

Até recentemente, pensava-se que o Zn estava limitado ao estado de oxidação +2 devido à sua configuração eletrônica ser do tipo [Ar] 3d¹⁰4s². Agora, cientistas da Virginia Commonwealth University, nos Estados Unidos, calcularam que, se o zinco interagir com triânions supereletrofílicos altamente estáveis, o metal poderá gerar compostos de zinco com estado de oxidação +3.

Tentativas anteriores de persuadir o zinco a um estado de oxidação +3 foram realizadas usando-se três ânions separados, mas falharam, pois os ânions se uniram formando dímeros, em vez de se ligarem ao Zn. Na pesquisa divulgada aqui, os pesquisadores usaram triânions singulares, o BeBu₁₁(CN)₁₂^3- ou o BeB₂₃(CN)₂₂^3-, para evitar tais complicações. Os triânions recebem três elétrons do zinco e permanecem altamente estáveis indicando que os elétrons do orbital d do Zn participaram das ligações zinco-nitrogênio.

Apresentando estados de oxidação variáveis, o comportamento do Zn se alinha mais de perto com outros metais de transição.

Referência

H. Fang et al., Nanoscale, v. 13, p. 14041, 2021. (DOI: 10.1039/d1nr02816b).

A Ciência Química Vinda do Interior do Ceará

Mais de um 1/3 da produção científica da Universidade Estadual Vale do Acaraú (UEVA) publicada em língua Inglesa no ano de 2020 e indexada na base de dados Web of Science teve origem nos laboratórios do curso de Química da UEVA, em Sobral.

Produção Científica dos Pesquisadores(as) da UEVA Publicada em Língua Inglesa no Ano de 2020

De acordo com o relatório da FUNCAP sobre a produção científica do Estado do Ceará em 2020 publicada em periódicos internacionais (língua inglesa) indexados na Web of Science da empresa britânica Clarivate Analytics, no período de 01/01/2020 a 31/12/2020 e utilizando o filtro: affiliation para o descritor “universidade estadual vale do acaraú” os pesquisadores(as) da UEVA publicaram 44 artigos científicos registrados nessa base de dados.

O quadro a seguir apresenta os cursos da UEVA que mais contribuíram para a produção científica publicada em periódicos internacionais (língua inglesa) e indexados na base de dados Web of Science.

Curso	No de Artigos Publicados	Somatório das Citações	Média de Citações por Artigo Publicado	H-index (Índice H)	Artigos Publicados por Pesquisadores da UEVA (%)
Química	16	53	3,31	5	36,4
Zootecnia	10	11	1,10	2	22,7
Ciências Biológicas	08	18	2,25	2	18,2
Engenharia Civil	05	03	0,60	1	11,4
Enfermagem	03	05	1,67	1	6,8
Geografia	01	00	0,00	0	2,2
Outros	01	¾	¾	¾	2,2
Total da UEVA	44	89	2,02	5	100,0

 Observações:

1) O número de artigos e os percentuais consideram as co-autorias

2) Na verdade, o total de artigos publicados em língua inglesa e indexados no Web of Science em 2020 por pesquisadores(as) da UEVA foi 43, pois há um artigo publicado por uma estudante de iniciação científica que se diz aluna do curso de Ciências Biológicas da UEVA, porém a mesma não faz (e nunca fez) parte do colegiado deste curso.

Áreas de Pesquisa Relacionadas aos Artigos Publicados em Língua Inglesa no Ano de 2020 

Fonte: Clarivate Analytics, por meio da Plataforma Web of Science.

Disponível em: https://www-webofscience.ez11.periodicos.capes.gov.br/wos/woscc/summary/baeb78d7-e1cf-4427-87f6-feec1877cf10-04b41b4b/relevance/1

Acesso em: 16 Ago. 2021.

      

Entretanto, quando se consideram os artigos publicados tanto em língua inglesa como em língua portuguesa, os pesquisadores e pesquisadoras da UEVA contribuíram com 80 artigos publicados em periódicos internacionais (língua inglesa) e indexados na base de dados Web of Science.

O quadro a seguir apresenta os cursos da UEVA que mais contribuíram para a produção científica total publicada em periódicos indexados na base de dados Web of Science.

Curso	No de Artigos Publicados	Somatório das Citações	Média de Citações por Artigo Publicado	H-index (Índice H)	Artigos Publicados por Pesquisadores da UEVA (%)
Química	20	61	3,05	5	25,0
Zootecnia	15	17	1,13	2	18,8
Ciências Biológicas	12	30	2,50	3	15,0
Enfermagem	11	8	0,73	1	13,8
Pedagogia	5	2	0,40	1	6,30
Engenharia Civil	4	2	0,50	1	5,00
Geografia	4	0	0	0	5,00
Filosofia	2	0	0	0	2,50
Outros	7	¾	¾	¾	8,80
Total da UEVA	80	132	1,65	6	100,0

Observações:

1) O número de artigos e os percentuais consideram as co-autorias.

2) Na verdade, o total de artigos publicados em língua inglesa e indexados no Web of Science em 2020 por pesquisadores(as) da UEVA foi 79, pois há um artigo publicado por uma estudante de iniciação científica que se diz aluna do curso de Ciências Biológicas da UEVA, porém a mesma não faz (e nunca fez) parte do colegiado deste curso.

Áreas de Pesquisa Relacionadas ao Total de Artigos Publicados no Ano de 2020 

Fonte: Clarivate Analytics, por meio da Plataforma Web of Science.

Disponível em: https://www-webofscience.ez11.periodicos.capes.gov.br/wos/woscc/summary/1ca69163-6538-4b08-9260-5c559960f0a5-04913eb1/relevance/1. Acesso em: 16 Ago. 2021.

 

COVID-19: O Que Precisamos Saber Sobre as Variantes do SARS-CoV-2

Por Murilo Sérgio da Silva Julião.

As variantes do SARS-CoV-2 estão emergindo e ganhando força em todo o mundo. O que isso significa para as atuais vacinas e tratamentos para COVID-19?

       Mutações fazem parte da vida. Cada vez que um vírus se replica, há uma chance de que seu código genético não seja copiado com precisão. Esses erros de digitação viajam dentro de novas partículas de vírus à medida que deixam um corpo e se movem para infectar o próximo. Algumas dessas mutações morrem; outras sobrevivem e circulam amplamente; algumas são inofensivas; outras aumentam a infectividade ou permitem que um vírus consiga escapar do sistema imunológico – nestes últimos casos é quando os órgãos de saúde pública passam a considerar essa cepa uma variante de preocupação.

          As trocas ou exclusões de um único aminoácido podem alterar as formas de diferentes proteínas. As mutações podem acontecer em qualquer uma das proteínas do SARS-CoV-2 e podem alterar as propriedades do vírus. Muitas das mutações preocupantes são encontradas numa proteína do tipo spike (pico, prego ou grampo), pois ela é o alvo dos tratamentos com anticorpos e é mimetizada pelas vacinas COVID-19 atualmente autorizadas. Os pesquisadores ficam especialmente preocupados quando erros de digitação ocorrem em duas partes da proteína spike – o domínio com N-terminal, que está no início da proteína e que alguns anticorpos têm como alvo, e o domínio com ligação ao receptor (RBD), que agarra aos receptores ACE2 nas células humanas e inicia o processo de infecção.

          Para entender como as mutações específicas afetam a estrutura e a função da proteína spike e o que essas mudanças significam para os tratamentos e vacinas, cientistas de vários países realizaram diferentes ensaios bioquímicos combinados com microscopia crioeletrônica e modelagem molecular a fim de mostrar como as mutações observadas nas variantes trabalham juntas para alterar a estabilidade da proteína spike.

          No quadro a seguir, estão descritas as variantes de preocupação denominadas pelos Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) dos Estados Unidos da América e pela Organização Mundial da Saúde (OMS) e as emergentes que estão sendo observadas de perto.

Denominação da variante/ Status / Local inicial da detecção	Impacto biológico	Significado para o arsenal de vacinas
B.1.1.7 (Alfa) / Preocupação / Reino Unido	Estudos sugerem que o vírus é cerca de 50 a 70% mais infeccioso.	Dados obtidos em países como Israel sugerem que as vacinas autorizadas continuam a oferecer proteção robusta. Os anticorpos terapêuticos que têm como alvo o RBD ainda funcionam bem, mas aqueles que têm como alvo o domínio N-terminal mostram uma ligação mais fraca em alguns ensaios.
B.1.351 (Beta) / Preocupação / África do Sul	50% mais infecciosa do que o vírus original.	Ensaios clínicos demonstraram que várias vacinas são menos eficazes contra essa variante. Por exemplo, a África do Sul, onde essa variante se generalizou, suspendeu o uso da vacina de vetor adenoviral da AstraZeneca devido ao temor de que ela não seja tão protetora contra essa variante. As vacinas de mRNA parecem superar a redução da neutralização e a Moderna lançou um ensaio de uma vacina modificada para combater essa variante
P.1 (Gama) / Preocupação / Brasil	Aumenta a ligação ao receptor ACE2.	Estudos de laboratório sugerem que as vacinas podem não ser tão protetoras.
B.1.617 (Delta) / Preocupação / Índia	Experimentos de laboratório mostraram que essa variante entra nas células com mais facilidade e se replica com mais eficácia. Estudos epidemiológicos descobriram que é mais transmissível do que a Alfa e por consequência, a Delta tornou-se a variante dominante em muitos países.	Ensaios laboratoriais sugerem que algumas terapias com anticorpos oferecem menos proteção, mas o coquetel casirivimabe-imdevimabe da Regeneron Phamaceuticals e o sotrovimabe da GlaxoSmithKline e da Vir Biotechnology ainda são eficazes contra a variante Delta. Análises iniciais de casos em vários países mostram que as vacinas baseadas em RNA mensageiro e DNA ainda oferecem proteção contra infecção sintomática e internação hospitalar, mas em um nível ligeiramente reduzido. A Pfizer e sua parceira BioNTech anunciaram que estão realizando testes iniciais para determinar se uma terceira dose de sua vacina de mRNA poderia aumentar a proteção. As empresas também estão desenvolvendo uma vacina modificada sob medida para a variante Delta.
B.1.427 e B.1.429 (Epsilon) / Preocupação / Califórnia (EUA)	As primeiras evidências mostraram que essa variante é cerca de 20% mais infecciosa, mas agora parece estar morrendo.	Há vidências de que as vacinas são ligeiramente menos eficazes contra essa variante.
B.1.526 (Iota) e B.1.526.1 / Interesse / Nova Iorque (EUA)	Desconhecido.	Essas variantes podem enfraquecer a força da ligação dos anticorpos ao vírus, mas os efeitos sobre os tratamentos e vacinas ainda são desconhecidos.

Observação: os órgãos de saúde pública designam uma variante de preocupação como aquela que espalha mais, que causa doenças mais graves ou aquela contra a qual as vacinas ou tratamentos são menos eficazes. As variantes de interesse podem estar relacionadas aos grupos de surtos ou ter mutações preocupantes, mas não há evidências suficientes de uma ligação causal.

Fonte: Chemical & Engineering News, v. 99, n. 20, 2021.