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压力下:利用流体静压力操纵蛋欢迎来到阴阳屋白质模拟分子

化学 2021-10-06 00:02:35

东京理工大学 在基态,主机采用两种构象,一种伸展,一种折叠,加压后逐渐转变为“伸展-富态”

然后,在激发态(hυ),这两个构象异构体发出不同的荧光

学分:化学科学 响应刺激的超分子结构已经成为传统结构的替代物,这是由于它们在传感、药物输送和可转换记忆系统中的应用

现在,东京理工大学的科学家们探索了“折叠体”(模拟蛋白质折叠的人工分子)的静水压力反应,并报告了它们的首选构象随着压力的变化而发生的变化,证明了静水压力能够实现动态控制

这一发现为压敏折叠器和人造材料的未来发展打开了大门

大多数(如果不是全部的话)生物系统极其复杂,通常依赖于传统化学不关注的相互作用

一个被称为超分子化学的整个研究领域受到启发,基于一种依靠人工分子机器来模拟生物功能的方法,精确地研究那些控制生物过程的相互作用

这些分子机器对大范围的外部刺激(例如温度、周围介质、光激发)有响应,因此在传感、药物输送、分子成像和可切换存储技术中有应用

然而,一种特殊的刺激——即流体静压——已经流行了很长时间,因为它允许在不受干扰和受压的状态下研究超分子材料

事实上,由东京理工大学(东京理工大学)的科学家组成的一个位于日本的研究小组最近表明,超分子材料溶液的光学性质和化学过程可以通过静水压力来精确调节

受他们发现的启发,该小组由教授领导

东京理工大学的福原彰晃教授

立命馆大学的前田博光继续研究压力对“折叠子”的影响——模拟蛋白质的人工分子

他们的发现发表在《化学科学》杂志上

foldamer这个名字源于这样一个事实,即这些系统可以复制蛋白质折叠成明确的模式

教授

福原加库解释了他们研究的动机:“折叠体在静水压力下的溶液态行为还没有在de tail中得到检验,这给超分子化学的进一步发展带来了挑战

" 科学家们选择了一种叫做“宿主”的负离子受体的荧光折叠体,以及含有氯化物和溴化物的手性离子对作为“客人”,来探索在静水压力下宿主溶液的光学性质

学分:化学科学 折叠体要折叠成特定的构象,首先需要结合一个带负电荷的客体离子,形成螺旋结构的外消旋状态(等量)

然后,通过引入不对称的反阳离子,可以诱导所得结构的手性(或与其镜像不同的性质),这一过程称为离子对

然而,离子对取决于折叠体的溶剂化条件,而折叠体又会受到静水压力的影响

因此,科学家选择荧光折叠器作为负离子受体,称为主体,手性离子对(如氯化物和溴化物)作为客体,在静水压力下探索主体溶液的光学性质

科学家们首先检查了压力下宿主在各种有机溶剂中的荧光和吸收(紫外和可见)光谱的变化,并观察到光谱带逐渐向更长的波长移动,以及随着压力的升高吸光度增加

他们将此归因于这样一个事实,即宿主最初采用两种构象,一种是伸展的,一种是折叠的,并在加压时逐渐转变为伸展的富含状态

然后,在电子激发(hυ)后,从这些构象异构体中观察到两种不同的荧光状态

“我们的研究清楚地表明,无论是在基态还是激发态,柔性折叠体宿主的构象都可以通过改变流体静压来动态控制,”一位激动的教授评论道

福原爱

“事实上,这种策略甚至可以扩展到其他难以感知对方或没有主客化学反应的折叠体和客体组合,”他补充道

该团队在更好地破译折叠体方面的努力无疑使我们更接近理解蛋白质的复杂性

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