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Posted in | Bionanotechnology

采用纳米技术的化学反应的机械控制

Published on September 18, 2010 at 12:47 AM

加州大学洛杉矶分校的物理学家们已经采取了在机械控制化学反应的重要一步,在纳米技术,加州大学洛杉矶分校物理学教授,乔瓦尼左奇和他的同事报告的重要进展。

在细胞内的化学反应催化酶,它是蛋白质分子,速度高达反应。每个蛋白质催化特定的反应。在化学反应中,两个分子的碰撞和交流原子;这种酶是第三者,“助产士的反应。”

但分子的碰撞反应发生了某种方式。酶结合的分子和线他们,迫使他们在“正确”的方式碰撞,使分子交换原子的概率要高得多。

“只是看着分子做什么,我们可以机械督促他们,而是”左奇说,研究的资深作者。

要做到这一点,左奇和他的研究生,曾皎宇王和安德鲁,附加一个可控分子弹簧的DNA酶。春天是比人的头发直径小约10000倍。机械,他们可以反过来酶和关闭和控制发生化学反应的速度有多快。在其最新的研究中,他们重视在三个不同的位置对酶分子弹簧,能够机械的影响的反应不同的具体步骤。

他们在欧洲物理学快报“杂志发表了他们的研究,欧洲物理学会在七月出版。

左奇说:“我们一直强调的酶,以不同的方式”。 “我们可以衡量的效果上强调这样或那样的分子的化学反应,强调在不同的地点的分子产生不同的反应,如果你在一个地方附加分子弹簧,没有什么发生化学反应,但你将它附加到一个不同的地方,你影响的化学反应中的一个步骤,然后将其附加到第三位和影响这种化学反应中的又一步骤。“

左奇,曾和王研究的化学反应速率,并详细报道,发生了什么事,因为它们适用于不同的地方的机械应力的酶反应步骤。

“站在50年的蛋白质结构研究的肩膀上,我们看到超越结构描述的动态,特别是什么力量的问题 - 和应用凡 - 有什么反应速率的影响,”左奇说。

左奇和他的同事们在一个相关的第二份文件,达到了令人惊讶的结论,在解决一个长期的物理学难题。

当一个弯直树枝或通过压缩纵向的直杆,分支或在第一棒仍然直不弯直到超过某一临界力量。在关键的力量,它并不能弯曲一点 - 它突然扣和弯曲了很多。

“这种现象是众所周知的,任何人从榛子布什分支,例如蝴蝶结,这是典型的挺得笔直。串弓孩子,你向下按扣,但一旦它是弯曲的,你只需要一个较小的力量保持这样,左奇说。“

加州大学洛杉矶分校的物理学家研究急剧弯曲时,他们的DNA分子弹簧的弹性能量。

“如此短的双链DNA分子是一杆有点类似,但不知道在这个规模的DNA弹性,左奇说。” “DNA分子弹簧施加酶是什么力量呢?我们已经回答了这个问题。

“我们发现这种DNA分子有一个类似的分叉。顺利扭结弯曲,当我们弯曲,这种分子,有一个关键的力量,那里有一个质的区别。分子像树枝, 。杆在这方面,如果你只是一个低于阈值,系统的一种行为;如果你只是一点高于阈值的部队,其行为是完全不同的的成就是直接测量。这种强调分子的弹性能量,并从弹性能表征扭结。“

关于这项研究的共同作者是加州大学洛杉矶分校物理研究生郝曲,曾皎玉和王勇和加州大学洛杉矶分校化学和生物化学亚历山大莱文在加州大学洛杉矶分校加州纳米技术研究院的成员,谁是教授副教授。这项研究结果发表在4月,也是在欧洲物理学快报“杂志。

“现在,我们可以测量任何特定的DNA分子不稳定的弹性能量阈值是什么,左奇说。” “我看到美在这重要的现象,它是如何可能,同样的原则适用于树枝和一个分子?但它确实物理学的本质是非常不同的系统,似乎找到共同的行为。”

Last Update: 5. October 2011 00:48

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