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

Механически Управление Химических Реакций Используя Нанотехнологию

Published on September 18, 2010 at 12:47 AM

Физики UCLA предпринимали меры значительно в контролировать химические реакции механически, важный профессор Giovanni Zocchi выдвижения в нанотехнологию, физики UCLA и коллегаы сообщают.

Химические реакции в клетке катализированы энзимами, которые молекулы протеина которые быстро проходят вверх по реакциям. Каждый протеин катализирует специфическую реакцию. В химической реакции, 2 молекулы вступают в противоречия и обменивают атомы; энзим третье лицо, «повитуха к реакции.»

Но молекулы должны вступить в противоречия в некотором путе для реакции произойти. Энзим связывает к молекулам и выравнивает их вверх, принуждающ их для того чтобы вступить в противоречия в «правом» путе, так вероятность что молекулы обменяют атомы гораздо высокее.

«Вместо как раз наблюдать чего молекулы делают, мы можем механически prod они,» сказал Zocchi, старший автор исследования.

Для того чтобы сделать то, Zocchi и его аспиранты, Chiao-Yu Tseng и Андрю Wang, прикрепили controllable молекулярную весну сделанную ДНА к энзиму. Весна около 10.000 времен более мала чем диаметр человеческих волос. Они могут механически повернуть энзим дальше и и проконтролировать как быстро химическая реакция происходит. В их самом новом исследовании, они прикрепили молекулярную весну на 3 различных положениях на энзиме и смогли механически влиять на различные специфические шаги реакции.

Они опубликовали их исследование в Письмах Europhysics журнала, издание Европейского Физического Общества, в Июль.

«Мы усиливали энзим в другой способ,» Zocchi сказало. «Мы можем измерить влияние на химической реакции усиливать молекулу этот путь или тот путь. Усиливать молекулу в различных положениях производит различные реакции. Если вы прикрепляете молекулярную весну в одном месте, то ничего очень случается к химической реакции, но вы прикрепляете его к различному месту и вы влияете на один шаг в химическую реакцию. После Этого вы прикрепляете его к третьему месту и влияете на другой шаг в эту химическую реакцию.»

Zocchi, Tseng и Wang изучили тариф химических реакций и сообщили подробно что случилось к шагам реакций по мере того как они прикладное механически усилие к энзиму на различных местах.

«Стоящ на плечах 50 лет структурных изучений протеинов, мы посмотрели за структурным описанием на динамике, специфически вопросе каких усилий - и прикладной где - имейте какое влияние на тарифах реакции,» Zocchi сказало.

В родственной второй бумаге, Zocchi и его коллегаы достигли удивительно заключение в разрешать многолетнюю головоломку физики.

Когда одно гнет прямую ветвь дерева или прямую штангу путем обжимать его продольно, ветвь или штанга вначале остают прямыми и не гнут до тех пор пока некоторое критическое усилие не превышено. На критическом усилии, оно не гнет немногую - оно внезапно пряжки и не гнет много.

«Это явление известно к любому ребенку который делал смычки от ветвей куста фундука, например, которые типично довольно прямы. Для того чтобы зашнуровать смычок, вы должны отжать вниз на ем крепко для того чтобы buckle оно, но как только он согнут, вам нужно только более малое усилие держать его так,» Zocchi сказало.

Физики UCLA изучили энергию упругости их весны ДНА молекулярной когда она остро будет согнута.

«Такая короткая, котор двойн-сели на мель молекула ДНА несколько подобна к штанге, но не была знана упругость ДНА на этом маштабе,» Zocchi сказало. «Чего усилие ДНА молекулярная весна прилагает на энзиме? Мы отвечали на этот вопрос.

«Мы находим подобная развилка с этой молекулой ДНА. Оно идет от быть согнутым ровно к иметь зубчик. Когда мы гнем эту молекулу, критическое усилие где качественная разница. Молекула как ветвь дерева и штанга в этом уважении. Если вы как раз маленькое под порогом, то система имеет один вид поведения; если вы как раз маленькое над усилием порога, то поведение полностью друг. Достижение было измерить сразу энергию упругости этой усиленной молекулы, и от энергии упругости характеризуйте зубчик.»

Соавторы на этом исследовании аспиранты Hao Qu, Chiao-Yu Tseng и Yong Wang и адъюнкт-профессор физики UCLA UCLA химии и биохимии Александра Levine, которая член Института Калифорнии NanoSystems на UCLA. Исследование было опубликовано в Эйприле, также в Письмах Europhysics журнала.

«Мы можем теперь измерить для любой специфической молекулы ДНА что порог энергии упругости для нестабильности,» Zocchi сказали. «Я вижу красотку в этом важном явлении. Как возможно что такой же принцип применяется к ветви дерева и к молекуле? Но оно делает. Суть физики находит общее поведение в системах которые кажутся очень другими.»

Пока исследование Zocchi может иметь применения для медицины и других полей, он подчеркивает выдвижение самого в знание.

«Значение в науке которая добавляет к нашему знанию и помогает нам понять наш мир, отдельно от значения будущих применений,» он сказал. «Я изучаю проблемы что Я считаю интересной, где Я думаю Я могу сделать вклад. Почему изучьте определенную проблему вернее чем другие? Возможно для этих же причина колеривщик выбирает определенный ландшафт. Возможно мы видим красотку там.»

Источник: http://www.ucla.edu/

Last Update: 12. January 2012 09:38

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