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

Νανο-Sized Σαγόνια θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο ισχυρούς αισθητήρες και τα διαγνωστικά εργαλεία

Published on July 21, 2008 at 2:11 PM

Berkeley Lab επιστήμονες έχουν αναπτύξει μια νανο-μεγέθους συνθετικό πολυμερές πακέτο που μπορεί να διπλώνετε στη μέση και παγίδα ψευδαργύρου μόριο μεταξύ σαγόνια του, μια πρώτη-του-του-είδος κατόρθωμα που μιμείται τον τρόπο πρωτεΐνες συμπεριφορά ζωτικές λειτουργίες της ζωής.

Μια πιο πρωτεΐνη-όπως και τα συνθετικά δομή. Οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει ένα νανο-μεγέθους πακέτο πολυμερές ότι οι στόχοι του ψευδαργύρου, μια εξέλιξη που ανοίγει τον δρόμο για πιο τραχιά και μεγαλύτερης διάρκειας αισθητήρες και τα φαρμακευτικά προϊόντα. Σε αυτό το σχηματικό, ένας peptoid δύο έλικας σφιγκτήρες δέσμη κλείσει σε ένα μόριο του ψευδαργύρου, το μωβ, το κλείδωμα του μορίου στη θέση του.

Η επιτυχία των επιστημόνων στην ικανότητά του να παράγει πρωτεΐνες, όπως η λειτουργία από ένα συνθετικό πολυμερές είναι ένα πρώτο βήμα προς την ανάπτυξη νανοδομών που συνδυάζουν την ακρίβεια των πρωτεϊνών με την τραχύτητα των μη φυσικών υλικών. Αν και πολύ πρωτόγονη από τα πρότυπα της φύσης, δέσμη πολυμερές τους θα μπορούσε να οδηγήσει σε εξαιρετικά ακριβείς αισθητήρες μπορούν να λειτουργήσουν σε σκληρά περιβάλλοντα ή από ασθένειες που στοχεύουν φαρμακευτικά προϊόντα που διαρκούν πολύ περισσότερο από ό, τι θεραπείες σήμερα.

"Είμαστε χρησιμοποιώντας τη φύση ως οδηγός μας για την ανάπτυξη λειτουργικών, σταθερών νανοδομών», δήλωσε ο Ron Zuckermann, ο οποίος είναι ο διευθυντής διευκόλυνσης του Βιολογικού Νανοδομές διευκόλυνσης της Μοριακής Foundry Berkeley Lab. Zuckermann ανέπτυξε το αναδιπλούμενο δέσμη πολυμερές με Byoung-Chul Lee και Tammy Chu Υλικών Τμήμα Επιστημών του Εργαστηρίου, και ο Ken άνηθος Φυσικής Biosciences Division του Εργαστηρίου και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Φρανσίσκο, όπου ένας καθηγητής της Φαρμακευτικής Χημείας.

«Έχουμε πολύ δρόμο να διανύσουμε, αλλά ο απώτερος στόχος είναι να καταστεί χρήσιμο νανοδομημένα υλικά που μπορεί να λειτουργήσει σε ένα ευρύ φάσμα των συνθηκών", δήλωσε ο Zuckermann.

Δεν είναι καμία έκπληξη ότι Zuckermann και οι συνεργάτες του εργάζονται για να μιμηθούν τις πρωτεΐνες. Εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης τα έχουν διαποτισμένη με απαράμιλλη μοριακή αναγνώριση και δυνατότητες κατάλυση. Οι πρωτεΐνες έχουν την ικανότητα να δεσμεύουν επιλεκτικά με ένα - και μόνο - τύπος του μορίου. Θα ξεκινήσει επίσης απίστευτα ακριβή χημικοί μετασχηματισμοί, όπως η κοπή ένα σκέλος του DNA ακριβώς στη σωστή θέση. Εάν οι επιστήμονες μπορούν να αξιοποιήσουν αυτό το λέιζερ-όπως στόχευση ικανότητα, έχουν τα φόντα μια απίστευτα ισχυρός τρόπος για να επιτεθούν νόσου και την ανίχνευση ενώσεων.

Αλλά υπάρχει ένα εμπόδιο. Τι πρωτεΐνες προσφέρουν στην ακρίβεια, στερούνται σε στιβαρότητα και σταθερότητα. Είναι περιορίζεται σε στενά τη θερμοκρασία και την οξύτητα κυμαίνεται. Απαιτούν υδαρές διάλυμα. Και υποβαθμίσει την πάροδο του χρόνου. Αυτά τα μειονεκτήματα περιορίζουν τη χρησιμότητά τους. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ήδη πρωτεΐνες να στοχεύσουν παθολογίες σε μοριακή κλίμακα, αλλά οι πρωτεΐνες υποβαθμίσει την πάροδο του χρόνου, τον περιορισμό της αποτελεσματικότητάς τους. Παρομοίως, μια πρωτεΐνη που βασίζεται αισθητήρας θα είναι αξεπέραστη σε sniffing έξω επιβλαβείς ρύπους, αλλά δεν θα είναι σε θέση να λειτουργήσει σε ζεστό, κρύο, ή ξηρές συνθήκες.

«Στόχος μας είναι να λάβει κατάλυση πρωτεΐνες» και μοριακή αναγνώριση ικανοτήτων, και να τα προσθέσετε σε ένα υλικό που είναι πιο τραχύ και λιγότερο επιρρεπείς στην υποβάθμιση », δήλωσε ο Zuckermann. «Οι πρωτεΐνες είναι διπλωμένα ακριβώς γραμμικές αλυσίδες του πολυμερούς των αμινοξέων. Σκεφτήκαμε λοιπόν, γιατί να μην προβεί σε παρόμοια πολυμερικής αλυσίδας, με τη διασύνδεση των μη φυσικών αμινοξέων; "

Συγκεκριμένα, ερευνητική ομάδα του δουλεύει με μια πρωτεΐνη-όπως αλυσίδες πολυμερών που ονομάζεται peptoid. Peptoids είναι συνθετικά δομών που μιμούνται τα πεπτίδια, τα οποία η φύση χρησιμοποιεί για να αποτελέσουν πολύπλοκες πρωτεΐνες. Αντί να χρησιμοποιήσετε πεπτιδίων για την κατασκευή πρωτεϊνών, ωστόσο, η ομάδα Zuckermann του προσπαθεί να χρησιμοποιήσει peptoids για την οικοδόμηση συνθετικές δομές που συμπεριφέρονται σαν πρωτεΐνες.

Αρχική εισβολές τους είναι πολλά υποσχόμενη. Σε προηγούμενη εργασία, διαμόρφωσαν peptoids, μία προσεκτικά τοποθετηθεί μονομερούς σε μια στιγμή, σε ένα από τα πιο χρήσιμα δομικά στοιχεία της φύσης: μια ελικοειδή δομή. Θα συνδέεται, επίσης, δύο δομές έλικας χρησιμοποιώντας έναν αδόμητων τμήμα στη μέση. Και ήταν σε θέση να φορές αυτό δύο helix δέσμη κατά το ήμισυ, που μιμείται μια αλλαγή στο σχήμα που χρησιμοποιεί πρωτεΐνες για τη διεξαγωγή εργασιών.

Last Update: 1. November 2011 01:27

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