2019-08-08 00:46:01
金胶实际上确实是债券纳米笼子的矛盾逻辑

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人们早就知道,黄金可以用来做哲学家从未梦想过的事情。克拉科夫波兰科学院核物理研究所证实存在“金胶”:涉及金原子的键,能够永久键合蛋白质环。国际科学家团队熟练地使用这种键,这使得构建具有迄今为止无与伦比的结构甚至数学结构的分子纳米笼子成为可能。

多年来,科学界一直对分子笼感兴趣。不无道理。化学分子,包括在正常条件下进入化学反应的化学分子,可以封闭在其空的内部。被笼子的壁与环境隔开的封闭化合物的颗粒没有任何结合。因此,这些笼子可用于例如将药物安全地运输到癌细胞中,仅在药物进入癌症细胞时释放药物。

分子笼是由较小的“砖”组成的多面体,通常是蛋白质分子。砖块不能是任何形状。例如,如果我们想仅使用具有等边三角形轮廓的物体来构建分子多面体,几何体将仅限于三个实体数字:四面体,八面体或二十面体。到目前为止,还没有其他结构可能性。

“幸运的是,柏拉图式的理想主义并不是物质世界的教条。如果你在构造的实体图形中接受某些不准确的东西,你可以创造出在自然界中找不到的形状的结构,更具有非常有趣的特性,”博士说。来自波兰科学院克拉科夫核物理研究所的Tomasz Wrobel(IFJ PAN)。

Wrobel博士是最近开展“不可能”研究的国际研究团队的成员之一:他们建造了一个笼子,其形状类似于十一壁蛋白质的球体。这一壮观成功的主要作者是来自克拉科夫Jagiellonian大学Malopolska生物技术中心的Jonathan Heddle教授和Wako日本RIKEN研究所的科学家。自然界描述的工作是在大阪和筑波(日本),达勒姆(英国),滑铁卢(加拿大)和其他研究中心的大学研究人员的参与下进行的。

新纳米笼的每个壁由蛋白质环形成,其中11个半胱氨酸分子以规则的间隔伸出。对于在每个半胱氨酸分子中发现的硫原子,计划附着“胶”,即金原子。在适当的条件下,它可以与下一个环的半胱氨酸中的另一个硫原子结合。以这种方式,在两个环之间将形成永久的化学键。但在这些条件下,金原子真的能够在环之间形成键吗?

“在IFJ PAS的光谱成像实验室中,我们使用拉曼光谱和X射线光电子能谱显示,在提供给我们测试纳米笼的样品中,金确实与半胱氨酸中的硫原子形成键。换句话说,在一个困难的,直接的测量,我们证明用于粘合笼中蛋白质环的金“胶”确实存在,“Wrobel博士解释说。

每个金原子都可以作为独立的夹子处理,可以连接另一个环。当我们意识到我们并不总是需要使用所有剪辑时,“不可能”的道路就开始了!因此,尽管新纳米笼的所有环在物理上都是相同的,但是根据它们在结构中的位置,它们与具有不同数量的金原子的邻居连接,因此起到具有不同数量的顶点的多边形的作用。由研究人员提供的24个纳米笼壁由120个金原子组成。保持架的外径为22纳米,内径为16纳米。

由于其可能的应用,使用金原子作为纳米笼的粘合剂也是重要的。在早期的分子结构中,蛋白质使用许多弱化学键粘在一起。键的复杂性及其与负责蛋白环存在的键的相似性本身不能精确控制笼的分解。在新结构中不是这种情况。一方面,金键合纳米笼具有化学和热稳定性(例如,它们可以承受在水中沸腾数小时)。然而,另一方面,金键对酸度的增加敏感。通过其增加,纳米笼可以以受控方式分解,并且内容物可以释放到环境中。由于细胞内的酸度大于其外部,因此金键合纳米笼是生物医学应用的理想选择。

“不可能的”纳米笼是一种定性的新方法,用于构建分子笼,金原子起到松散夹子的作用。金键的灵活性将使未来能够创建具有针对特定需求精确定制的尺寸和特征的纳米笼。

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