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Las Bocas Nano-Clasificadas Podían Llevar a Sensores Más Potentes y a Herramientas Diagnósticas

Published on July 21, 2008 at 2:11 PM

Los científicos del Laboratorio de Berkeley han desarrollado un manojo sintetizado nano-clasificado que puede plegable por la mitad y atrapa una molécula del cinc entre sus bocas, una hazaña primero-de-su-buena del polímero que imita cómo las proteínas conducto las funciones vitales de la vida.

Más proteína-como la estructura sintetizada. Los Científicos han creado un manojo nano-clasificado del polímero que cinc de las metas, un revelado que abre la puerta para sensores y productos farmacéuticos más rugosos y más duraderos. En este diagrama esquemático, las abrazaderas del peptoid de un manojo de la dos-hélice cerraron en una molécula del cinc, en la púrpura, bloqueando la molécula en el lugar.

Éxito de los científicos el' en el engatusamiento proteína-como la función de un polímero sintetizado es un paso inicial hacia los nanostructures que se convierten que combinan la precisión de proteínas con la aspereza de materiales no-naturales. Aunque muy sea primitivo por los patrones de la naturaleza, su manojo del polímero pudiera llevar a los sensores altamente exactos capaces de operatorio en ambientes duros, o de enfermedad-apuntar los productos farmacéuticos las terapias que de hoy de esa horma mucho más de largo.

“Estamos utilizando la naturaleza como nuestra guía para desarrollar funcional, los nanostructures estables,” dijo a Ron Zuckermann, que es el Director del Recurso del Recurso Biológico de Nanostructures en la Fundición Molecular del Laboratorio de Berkeley. Zuckermann desarrolló el manojo plegable del polímero con Byoung-Chul Lee y Tammy Chu de la División de las Ciencias Materiales del Laboratorio, y el Eneldo de Ken de la División Física de las Ciencia Biológicas del Laboratorio y de la Universidad de California en San Francisco, donde él está profesor de la química farmacéutica.

“Tenemos mucho por hacer, pero el objetivo último es hacer los materiales nano-estructurados útiles que pueden funcionar sobre una amplia gama de condiciones,” dijo a Zuckermann.

No es ninguna sorpresa que Zuckermann y los colegas están trabajando para emular a las proteínas. Millones de años de evolución los han imbuido con capacidades moleculares incomparables del reconocimiento y de la catálisis. Las Proteínas tienen la capacidad de atar selectivamente con un - y solamente una - tipo de molécula. También inician transformaciones químicas increíblemente exactas, tales como cortar un hilo de la DNA en apenas el lugar correcto. Si los científicos pueden aprovechar esto laser-como el alcance de capacidad, tienen los makings de una manera increíblemente potente de atacar enfermedad y de detectar pastas.

Pero hay una vuelta de cabo. Qué proteínas se jactan en la precisión, faltan en aspereza y estabilidad. Se limitan para estrechar rangos de la temperatura y de la acidez. Requieren una solución acuosa. Y degradan en un cierto plazo. Estas desventajas limitan su utilitario. De los Científicos las proteínas del uso ya para apuntar las patologías en la escala molecular, pero las proteínas degradan en un cierto plazo, conteniendo su eficacia. Asimismo, un sensor a base de proteínas sería sin igual en oler fuera los contaminantes dañinos, pero no podría operatorio en condiciones calientes, frías, o secas.

“Nuestra meta es tomar las proteínas las' capacidades de la catálisis y del molecular-reconocimiento, y las agrega a un material que sea una degradación más rugosa y menos más propensa,” dijo a Zuckermann. Las “Proteínas son encadenamientos lineales exacto plegables del polímero de aminoácidos. Pensamos Tan, porqué no hacer un encadenamiento similar del polímero conectando juntos los aminoácidos no-naturales?”

Específicamente, sus trabajos del equipo de investigación con a proteína-como el encadenamiento de polímeros llamaron un peptoid. Peptoids es las estructuras sintetizadas que los péptidos miméticos, que la naturaleza utiliza para formar las proteínas complejas. En vez de usar los péptidos para construir las proteínas, sin embargo, las personas de Zuckermann se están esforzando utilizar peptoids para construir las estructuras sintetizadas que se comportan como las proteínas.

Sus saqueos iniciales son prometedores. En trabajo previo, formaron los peptoids, un monómero cuidadosamente al mismo tiempo colocado, en uno de los bloques huecos más útiles de la naturaleza: una estructura helicoidal. También conectaron dos estructuras de hélice juntas usando un segmento no estructurado en el centro. Y podían plegable este manojo de la dos-hélice por la mitad, imitando un cambio en la dimensión de una variable que uso de las proteínas de conducto el trabajo.

Pero la estructura no podría hacer los trucos uces de los que poder de las proteínas, como meta una molécula. Para darle esta función, los científicos se establecieron para atar el cinc. Eligieron el cinc porque el metal impulsa muchos procesos biológicos fundamentales, tales como reconocimiento de la DNA. Si podrían conseguir el manojo helicoidal peptoid-basado para atrapar el cinc, después habrían imitado con éxito una tarea del caballo de labranza realizada por las proteínas.

Para hacer este salto, desarrollaron manojos helicoidales con los residuos cinc-obligatorios que se colocan exacto en ambos extremos. También agregaron las etiquetas fluorescentes en ambos extremos, que permitieron que los científicos midieran cuando los manojos plegable por la mitad, atrapando el cinc en el lugar. El sistema trabajó: en algunos casos, los manojos capturaron el cinc como un desvío de acero. Los investigadores variaron la posición y número de residuos cinc-obligatorios, pellizcando la estructura snares tan más fácilmente el cinc.

“Es un esfuerzo de las personas. Atar el cinc requiere la contribución de ambas hélices, y el cinc estabiliza el doblez, bloqueándolo firmemente en el lugar,” dijo a Zuckermann. “Éste es un triunfo de los químicos que intentan imitar la naturaleza. Es un primer paso de progresión hacia poder agregar funciones biológicas, tales como reconocimiento y catálisis moleculares, a un material polimérico plegable no-natural.”

En el futuro, Zuckermann y los colegas esperan construir estructuras más complejas usando tres hélices, que rendirían un doblez mucho más estable que dos hélices. Detallan los científicos' investigación en un estudio dado derecho “Biomimetic Nanostructures: Creando un Sitio Cinc-Obligatorio de la Alto-Afinidad en un Polímero No Biológico Plegable” que fue señalado en la aplicación del 9 de julio de 2008 el Gorrón de la Sociedad de Substancia Química Americana. La investigación fue utilizada en parte por el Ministerio de Energía.

Last Update: 17. January 2012 08:12

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