New Glycine polymorph discovered

Genetic algorithm and machine learning solved a decade puzzle

Glycine is the smallest amino acid. More than a decade ago a new polymorph of glycine was experimentally recorded. The glycine polymorph could not be identified, though, and, up to now, it has been unknown. In a study just published in IUCrJ journal, an international group has solved this 10 year old puzzle.

SISSA researchers Stefano de Gironcoli, Emine Küçükbenli and Cong Huy Pham developed the theoretical model of glycine arrangement by using refined methodologies that combined genetic algorithm and machine learning. SISSA researchers explain: “Unexpectedly, the computer simulations suggested a pretty simple glycine structure. The molecules all lined-up to form overlapping sheets”. The experiments carried out by University of Edinburgh and ISIS Facility, UK, have confirmed the accuracy of this theoretical model.

The research represents the proof that the methodology used by SISSA researchers is a capable toolset to predict possible molecular arrangements in solids. This outcome is especially important for pharmaceutical research, where differences in molecular arrangements can change the effectiveness of drugs. In fact, prior knowledge of all the possible arrangements of molecules is sought after to guide the choice of final drug form.


La glicina è il più piccolo degli amminoacidi. Più di 10 anni fa fu osservato sperimentalmente un nuovo polimorfo della glicina la cui struttura molecolare però è rimasta ignota fino ad oggi. In uno studio appena pubblicato sulla rivista IUCrJ, un gruppo internazionale ha fatto luce su questa interessante questione scientifica. I ricercatori della SISSA Stefano de Gironcoli, Emine Küçükbenli and Cong Huy Pham hanno sviluppato il modello teorico del riarrangiamento strutturale della glicina usando delle raffinate metodiche che combinano gli algoritmi genetici e il machine learning.

Spiegano i ricercatori: “Al contrario di quanto previsto, le simulazioni al computer hanno proposto una struttura molto semplice. Le molecole risultano allineate una a fianco all’altra, in fogli sovrapposti”. Gli esperimenti condotti dall’Università di Edimburgo e ISIS Facility, UK, hanno poi confermato la correttezza di questo modello teorico.

La ricerca è una prova che le metodologie usate dai ricercatori della SISSA sono un’utile “cassetta degli attrezzi” da utilizzare per predire i possibili riarrangiamenti molecolari nei solidi. Questa predizione risulta particolarmente importante nell'ambito della ricerca farmaceutica. Infatti, la conoscenza preventiva di tutti i possibili arrangiamenti delle molecole può offrire un notevole aiuto nello sviluppo della forma finale di un farmaco.

A cura dell'Ufficio Stampa

SISSA

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