Modulární konstrukce - v molekulárním měřítku

The Fermi Paradox II — Solutions and Ideas – Where Are All The Aliens? (Červen 2019).

Anonim

Modulární konstrukce z klecí (bílkovin), náboje (kovové ionty) a vzpěry (organické linkery) umožňují racionální konstrukci porézních lešení. Přirozená chemická a strukturální rozmanitost těchto stavebních prvků vede k nové třídě všestranných, samonasávacích materiálů.

Toto je první případ, kdy syntéza krystalické kostry, ve které jsou základní komponenty stavebních proteinů i kovové ionty a organické molekuly. Tato nová cesta výroby k funkčním materiálům má potenciální využití, jako je skladování vodíkových paliv a zachytávání uhlíku.

Tvorba trojrozměrného (3D) porézního, krystalického rámového materiálu - tvořeného sférickými bílkovinami, které se shromažďují prostřednictvím řízených interakcí mezi těmito bílkovinami, kovovými ionty a organickými linkery - se poprvé uskutečnilo. Proteiny mají velký potenciál jako stavební kameny pro krystalické materiály díky své široké nabídce dostupných chemických a strukturních motivů v kombinaci s vynikajícími schopnostmi pro katalýzu a přenos elektronů. Úspěšný design a syntéza krystalů 3D proteinů je však vzácná. Značně větší úspěch při syntéze krystalických materiálů byl dosažen s použitím malých organických a anorganických stavebních bloků, zejména mnohostranných kovově organických rámců (MOF) pro čištění a katalytické aplikace.

Vědci z Kalifornské univerzity v San Diegu vytvořili sférický proteín podobný kleci (feritinu), který na symetrickém povrchu zobrazoval na svém povrchu osm iontů zinku. Tyto povrchové ionty zinku byly analogické malým kovovým nábojům v MOF. Bifunkční organické linkery pak přemostly ionty zinku mezi dvěma bílkovinami, což způsobilo, že kovové náboje nanoscale se samy shromáždí do předpokládané uspořádání 3D krystalické mřížky. Výsledné krystaly byly vysoce porézní, měly velmi vysoký obsah rozpouštědla a umožnily bílkovinám provádět svou přirozenou enzymatickou aktivitu (transformovat rozpustné ionty železa na krystalické oxidy železa). Tato nová strategie samoobsluhy by mohla vést k novým materiálům pro katalýzu a separaci.

menu
menu