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Le Mascelle Nano Di taglia Hanno Potuto Piombo ai Sensori Più Potenti ed agli Strumenti Diagnostici

Published on July 21, 2008 at 2:11 PM

Gli scienziati del Laboratorio di Berkeley hanno sviluppato un gruppo sintetico nano di taglia che può profilatura a metà ed intrappola una molecola dello zinco fra le sue mascelle, un'abilità primo de suo gentile del polimero che imita come le proteine conducono le funzioni vitali della vita.

Una struttura sintetica più del tipo di proteina. Gli Scienziati hanno creato un gruppo nano di taglia del polimero che zinco degli obiettivi, uno sviluppo che apre la porta per i sensori ed i prodotti farmaceutici più irregolari e più duraturi. In questo disegno schematico, i morsetti del peptoid di un gruppo dell'due-elica hanno chiuso su una molecola dello zinco, nella porpora, chiudente la molecola a chiave sul posto.

Il successo degli scienziati' nella funzione del tipo di proteina persuadente da un polimero sintetico è un passo iniziale verso i nanostructures di sviluppo che combinano la precisione delle proteine con l'irregolarità dei materiali non naturali. Sebbene molto primitivo dagli standard della natura, il loro gruppo del polimero possa piombo ai sensori altamente accurati capaci di funzionamento negli ambienti duri, o di malattia-ottimizzazione dei prodotti farmaceutici terapie odierne di quell'ultimo molto più lungamente.

“Stiamo usando la natura come nostra guida per sviluppare funzionale, nanostructures stabili,„ ha detto Ron Zuckermann, che è il Direttore della Funzione della Funzione Biologica di Nanostructures nella Fonderia Molecolare del Laboratorio di Berkeley. Zuckermann ha sviluppato il gruppo pieghevole del polimero con Byoung-Chul Lee e Tammy CHU della Divisione di Scienze dei Materiali del Laboratorio e l'Aneto di KEN della Divisione Fisica delle Scienze Biologiche del Laboratorio e dell'Università di California a San Francisco, dove è il professor di chimica farmaceutica.

“Abbiamo parecchio da fare, ma lo scopo finale è di fare i materiali nano-strutturati utili che possono funzionare sopra una vasta gamma di circostanze,„ ha detto Zuckermann.

Non è sorpresa che Zuckermann ed i colleghi stanno funzionando per emulare le proteine. Milioni di anni di evoluzione li hanno impregnati con le capacità molecolari ineguagliate di catalisi e del riconoscimento. Le Proteine hanno la capacità di legare selettivamente con un - e soltanto una - tipo di molecola. Egualmente iniziano le trasformazioni chimiche incredibilmente precise, come taglio del filo del DNA appena nel giusto posto. Se gli scienziati possono sfruttare questa abilità d'ottimizzazione del tipo di laser, hanno i makings di un modo incredibilmente potente attaccare la malattia ed individuare i composti.

Ma c'è un legamento. Che proteine si vantano nella precisione, mancano di nell'irregolarità e nella stabilità. Sono limitate per limitare gli intervalli dell'acidità e della temperatura. Richiedono una soluzione acquosa. E si degradano col passare del tempo. Questi svantaggi limitano la loro utilità. Degli Scienziati le proteine di uso già per mirare alle patologie al disgaggio molecolare, ma le proteine si degradano col passare del tempo, ponendo freno la loro efficacia. Inoltre, un sensore a base di proteine sarebbe insuperato a fiutare fuori gli agenti inquinanti nocivi, ma non potrebbe da funzionare in piccante, nel freddo, o nelle condizioni asciutte.

“Il Nostro scopo è di catturare le proteine' le capacità del molecolare-riconoscimento e di catalisi e le aggiunge ad un materiale che è a degradazione più irregolare e meno più incline,„ ha detto Zuckermann. “Le Proteine sono catene lineari precisamente profilatura del polimero degli amminoacidi. Così abbiamo pensato, perché non fare una simile catena del polimero collegando insieme gli amminoacidi non naturali?„

Specificamente, i suoi lavori di gruppo della ricerca con una catena del tipo di proteina dei polimeri hanno chiamato un peptoid. Peptoids è strutture sintetiche che peptidi mimici, che la natura usa per formare le proteine complesse. Invece di usando i peptidi per costruire le proteine, tuttavia, il gruppo di Zuckermann sta sforzandosi di usare i peptoids per sviluppare le strutture sintetiche che si comportano come le proteine.

Le Loro incursioni iniziali stanno promettendo. Nel lavoro precedente, hanno adattato i peptoids, un monomero per volta con attenzione collocato, in una delle particelle elementari più utili della natura: una struttura elicoidale. Egualmente hanno collegato insieme due strutture di elica facendo uso di un segmento non strutturato nel mezzo. E potevano profilatura questo gruppo dell'due-elica a metà, imitando un cambiamento nella forma che uso delle proteine condurre lavoro.

Ma la struttura non potrebbe fare c'è ne dei trucchi che latta delle proteine, come l'obiettivo una molecola. Per dargli questa funzione, gli scienziati hanno precisato per legare lo zinco. Hanno scelto lo zinco perché il metallo determina molti trattamenti biologici fondamentali, quale il riconoscimento del DNA. Se potessero convincere al il gruppo elicoidale basato peptoid per intrappolare lo zinco, quindi avrebbero imitato con successo un compito del cavallo di lavoro eseguito dalle proteine.

Per fare questo salto, hanno sviluppato i gruppi elicoidali con i residui dell'zinco-associazione che sono posizionati precisamente ad entrambe le estremità. Egualmente hanno aggiunto i tag fluorescenti ad entrambe le estremità, che hanno permesso che gli scienziati misurassero quando i gruppi profilatura a metà, intrappolanti lo zinco sul posto. Il sistema ha funzionato: in alcuni casi, i gruppi hanno catturato lo zinco come una trappola d'acciaio. I ricercatori hanno variato la posizione e numero dei residui dell'zinco-associazione, tweaking la struttura così snares prontamente lo zinco.

“È uno sforzo del gruppo. Legare lo zinco richiede il contributo di entrambe le eliche e lo zinco stabilizza il popolare, chiudente lo saldamente a chiave sul posto,„ ha detto Zuckermann. “Questo è un trionfo dei chimici che provano ad imitare la natura. È un primo punto verso potere da aggiungere le funzioni biologiche, quali il riconoscimento e la catalisi molecolari, ad un materiale polimerico profilatura non naturale.„

In futuro, Zuckermann ed i colleghi sperano di sviluppare le strutture più complesse facendo uso di tre eliche, che renderebbero un popolare molto più stabile che due eliche. Gli scienziati' la ricerca è dettagliato in uno studio intitolato “Biomimetic Nanostructures: Creando un Sito dell'Zinco-Associazione di Alto-Affinità in un Polimero Non Biologico Profilatura„ che è stato riferito nell'edizione del 9 luglio 2008 del Giornale della Società di Prodotto Chimico Americano. La ricerca è stata supportata in parte dal Dipartimento Per L'Energia.

Last Update: 17. January 2012 08:52

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