Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
Posted in | Bionanotechnology

التحكم الميكانيكية للتفاعلات الكيميائية باستخدام تكنولوجيا النانو

Published on September 18, 2010 at 12:47 AM

وقد اتخذت جامعة كاليفورنيا الفيزيائيين خطوة هامة في السيطرة على التفاعلات الكيميائية ميكانيكيا ، تقدما هاما في تكنولوجيا النانو ، وأستاذ الفيزياء في جامعة كاليفورنيا جيوفاني Zocchi وزملاؤه في التقرير.

وحفز التفاعلات الكيميائية في الخلية من الانزيمات ، التي هي عبارة عن جزيئات البروتين الذي تسريع التفاعلات. كل بروتين يحفز رد فعل محدد. في تفاعل كيميائي ، واثنين من الجزيئات والذرات تتصادم الصرف ، والانزيم هو طرف ثالث ، و "قابلة للتفاعل."

ولكن يجب أن تصطدم جزيئات بطريقة معينة لحدوث رد فعل. الانزيم بربط جزيئات وخطوط عنها ، وإجبارهم على الاصطدام في الطريق "الصحيح" ، وبالتالي فإن احتمال أن جزيئات ذرات سيتبادل هو أعلى من ذلك بكثير.

واضاف "بدلا من مجرد الفرجة ما الجزيئات لا يمكننا همز ميكانيكيا لهم" ، وقال Zocchi ، المؤلف من كبار البحوث.

إلى ذلك ، تعلق Zocchi وطلابه الخريجين ، شياو يو تسنغ وأندرو وانغ ، وهو السيطرة الربيع الجزيئية مصنوعة من الحمض النووي للانزيم. ربيع حوالي 10000 مرات أصغر من قطر شعرة الإنسان. ويمكن أن تتحول آليا الانزيم وخارجها ، ومراقبة مدى سرعة تفاعل كيميائي يحدث. في أحدث الأبحاث الخاصة بهم ، انهم المرفقة ربيع الجزيئية في ثلاثة مواقع مختلفة على انزيم وكانوا قادرين على التأثير في آلية اتخاذ خطوات محددة مختلفة من التفاعل.

تنشر أبحاثهم في مجلة الآداب Europhysics ، من منشورات الجمعية الفيزيائية الأوروبية ، في تموز.

"لقد شددت على الأنزيم بطرق مختلفة" ، وقال Zocchi. "يمكننا قياس تأثير على تفاعل كيميائي من مشددا على جزيء بهذه الطريقة أو الطريقة التي. وإذ يشدد على جزيء في مواقع مختلفة تنتج استجابات مختلفة ، وإذا قمت بإرفاق ربيع الجزيئية في مكان واحد ، لا يحدث أي شيء الى حد كبير الى التفاعل الكيميائي ، ولكن عليك إرفاقه إلى مكان مختلف والتي تؤثر خطوة واحدة في تفاعل كيميائي ، ثم إرفاق ذلك إلى المركز الثالث وتؤثر على خطوة أخرى في هذا التفاعل الكيميائي. "

درس Zocchi ، وانغ تسنغ معدل التفاعلات الكيميائية وذكرت بالتفصيل ما حدث للخطوات من ردود الفعل لأنها تطبق إجهاد للأنزيم في أماكن مختلفة.

"الدائمة على أكتاف 50 عاما من الدراسات البنيوية للبروتينات ، ونحن ننظر إلى ما بعد الوصف الهيكلي في الديناميات ، على وجه التحديد مسألة ما هي القوى -- وتطبق فيها -- لديك ما أثر على معدلات التفاعل" ، وقال Zocchi.

في ورقة ثانية ذات الصلة ، وصلت Zocchi وزملاؤه إلى نتيجة مفاجئة في حل لغز الفيزياء منذ فترة طويلة.

عندما يكون أحد الانحناءات فرع شجرة مستقيمة أو قضيب مباشرة عن طريق ضغطه طوليا ، الفرع أو قضيب في البداية لا تزال على التوالي ، ولا ينحني حتى يتم تجاوز قوة معينة حرجة. في قوة حاسمة ، فإنه لا ينحني قليلا -- بل أبازيم فجأة والانحناءات الكثير.

"من المعروف جيدا هذه الظاهرة إلى أي طفل الذي جعل من الأقواس من فروع بوش البندق ، على سبيل المثال ، والتي عادة ما تكون مستقيمة تماما. إلى سلسلة القوس ، لديك في الضغط على مشبك من الصعب ، ولكن بمجرد أن يعكف ، ما عليك سوى قوة صغيرة للحفاظ على ذلك "، وقال Zocchi.

درس الفيزياء في جامعة كاليفورنيا في الطاقة المرنة من الحمض النووي الربيع الجزيئية عندما عازمة بشدة ذلك.

"هذا قصيرة جزيء الحمض النووي المزدوج تقطعت بهم السبل وتشبه إلى حد ما قضيب ، ولكن لم تكن معروفة من مرونة الحمض النووي على هذا النطاق" ، وقال Zocchi. "ما هي القوة الجزيئية ربيع الحمض النووي تبذل على انزيم؟ لقد أجبت على هذا السؤال.

"وجدنا هناك التشعب مماثلة مع هذا جزيء الحمض النووي ، وهو غني عن كونها مصممة على نحو سلس إلى وجود شبك ، لأننا عندما ينحني هذا الجزيء ، هناك قوة حاسمة حيث هناك فارق نوعي. جزيء مثل فرع الشجرة و . قضيب في هذا الصدد إذا كنت قليلا تحت عتبة ، ونظام واحد النوع من السلوك ، وإذا كنت قليلا فوق عتبة القوة ، والسلوك مختلفة تماما وكان الإنجاز لقياس مباشرة. الطاقة المرنة لهذا الجزيء وشدد ، ومرونة من الطاقة تميز شبك ".

شارك في الكتاب على هذا البحث في جامعة كاليفورنيا الفيزياء طلاب الدراسات العليا هاو تشو ، تسنغ شياو يو وانغ يونغ وأستاذ مشارك في جامعة كاليفورنيا في الكيمياء والكيمياء الحيوية ليفين الكسندر ، الذي هو عضو في معهد كاليفورنيا نانوسيستيمس في جامعة كاليفورنيا. وقد نشر هذا البحث في ابريل ، وأيضا في خطابات Europhysics المجلة.

"يمكننا قياس الآن عن أي جزيء الحمض النووي محددة ما عتبة الطاقة المرنة لعدم الاستقرار" ، وقال Zocchi. "أرى الجمال في هذه الظاهرة الهامة. كيف يمكن أن ينطبق المبدأ نفسه على فرع شجرة وجزيء؟ ومع ذلك ، لا. إن جوهر الفيزياء هو العثور على سلوك شائع في النظم التي تبدو مختلفة جدا."

بينما البحوث Zocchi ربما تكون لها تطبيقات في مجال الطب وغيرها من المجالات ، وقال انه يؤكد على التقدم في المعرفة ذاتها.

وقال "هناك قيمة في مجال العلم أن يضيف إلى معرفتنا ويساعدنا على فهم عالمنا ، وبصرف النظر عن قيمة الطلبات في المستقبل" ، قال. "أنا دراسة المشاكل التي أجدها مثيرة للاهتمام ، حيث كنت أعتقد أنني يمكن أن تقدم مساهمة لماذا دراسة مشكلة معينة بدلا من آخر؟ ربما لنفس السبب وهو رسام المناظر الطبيعية يختار خاص ، وربما نرى الجمال هناك."

المصدر : http://www.ucla.edu/

Last Update: 7. October 2011 22:07

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit