物理科技生物学-PHYICA

解开互变异构混合物

化学 2022-12-16 00:02:00

德国亥姆霍兹研究中心协会 插图可视化的实验方法,在这里原型酮-烯醇平衡

鸣谢:马丁·肯斯汀/HZB HZB大学的一个小组已经开发出一种实验性地解开互变异构混合物的方法

基于BESSY II的共振非弹性X射线散射(RIXS ),不仅可以推导出互变异构体的比例,而且可以有选择地研究各个互变异构体的性质

这种方法可以产生关于分子特性及其生物功能的详细信息

在目前的研究中,这项技术被应用于原型酮-烯醇平衡,现在刊登在《物理化学快报》的封面上

许多(有机)分子是两个几乎相同的分子的混合物,分子式相同,但有一个重要的区别:一个氢原子位于不同的位置

这两种异构形式相互转化,形成一种微妙的平衡,即“互变异构体”混合物

许多氨基酸是互变异构混合物,由于它们是蛋白质的结构单元,它们可能影响它们的形状和功能,从而影响它们在生物体中的生物功能

直到现在:不可能的任务 到目前为止,还不可能通过实验来选择性地研究这种互变异构体混合物的电子结构:经典的光谱方法只能“看到”每种分子形式的信号总和——无法确定两种互变异构体的详细性质

现在在BESSY II:它起作用了 一个由HZB物理学家教授领导的小组

亚历山大·弗利施现在已经成功地提供了一种实验上解开互变异构混合物的方法

使用非弹性X射线散射(RIXS)和HZB新开发的数据处理/评估方法,可以从测量数据中清楚地推断出互变异构体的各个比例

“我们可以通过X射线散射实验分离混合物中每个分子的信号,这导致对它们的功能和化学性质的详细了解,”博士说

Vinicíus Vaz Da Cruz,该论文的第一作者,弗利施团队的博士后

“具体来说,我们利用该方法的元素特异性和位点选择性,测量每种互变异构体的纯光谱,”Vaz Da Cruz解释道

这使得他们能够完全表征互变异构体混合物中的组分

对生物过程的新认识 在本研究中,该技术被应用于水溶液中3-羟基吡啶的典型酮-烯醇平衡

这些数据是在EDAX终点站贝西二号站获得的

这些结果为以前仅在文献中从理论上讨论的概念提供了实验证据

它们对于更好地理解重要的生物学过程特别有意义,例如DNA的类核碱基之间的相互作用、果糖向葡萄糖的代谢转化以及蛋白质的折叠

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