جزيء ملقط أساسه أنثراسين

جزيء ملاقط أساسه أنثراسين
جزيء ملاقط أساسه أنثراسين

يمكن تجميع فئة واحدة من جزيئات البروتين معًا لتكوين كبسولات فيروسية. لكن إنشاء هياكل عالية المستوى من الجزيئات الاصطناعية لتقليد الطبيعة قد ثبت أنه صعب. ابتكر الباحثون في Tokyo Tech تقنية اقتران جديدة يمكن أن تشكل هياكل فوق جزيئية مستقرة ويمكن التحكم فيها ، مثل مكعبات السطوح مع 108 وحدات مونومر وسداسي مع 6 وحدات مونومر ، مما يمهد الطريق لتقاطعات فوق الجزيئية خالية من المعادن.

ترتبط بعض الجزيئات البيولوجية ذات مواقع الارتباط غير التساهمية الفعالة مع بعضها البعض لتشكيل روابط محددة جيدًا من فئة واحدة من الجزيئات.

تُعرف هذه الجزيئات باسم "المركبات التكميلية الذاتية" وتحدث كثيرًا في الطبيعة.

على سبيل المثال ، يتكون هيكسامير البروتين p24 HIV (فيروس نقص المناعة البشرية) ، وهو أحد مكونات القفيصة ، من ست وحدات فرعية بروتينية تجمع ذاتيًا مكملة عبر روابط هيدروجينية متعددة.

تسمح هذه الظاهرة بتشكيل ارتباطات عالية المستوى بواسطة جزيئات جيدة التصميم دون الحاجة إلى أيونات معدنية ، والتي تُستخدم عادةً كـ "مفاصل" بين جزيئات المونومر.

في الواقع ، لوحظت العديد من أدوات الربط الذاتية التكميلية القائمة على روابط الهيدروجين الجوهرية ، والتفاعلات وروابط التنسيق.

ومع ذلك ، فإن التجميع الذاتي الكامل المستند إلى أنظمة الضيف المضيف نادر ويصعب للغاية إدارته. في السنوات الأخيرة ، تم تطوير العديد من الأساليب الجديدة لتعميق فهمنا للتجميع الذاتي التكميلي مع الهياكل ذات الترتيب الأعلى. الآن ، ربما اكتشفت مجموعة من العلماء من كلية العلوم في معهد طوكيو للتكنولوجيا (طوكيو للتكنولوجيا) سر إنشاء هذه التقنيات الرائدة. قام الفريق بقيادة الأستاذ المساعد ماساهيرو ياماشينا والبروفيسور شينجي تويوتا بإنشاء مجموعة فريدة من نوعها ذاتيًا كاملًا للدورة الكبيرة. الأنواع الأحادية المستخدمة هي جزيء شبيه بالملاقط أساسه الأنثراسين مع رابط بيريدين كاربوكساميد (PDA).

"الجزيء الذي نستخدمه لديه قدرة فريدة على تكوين هياكل ذاتية التكامل من خلال تكوين رابطتين مختلفتين مع نفسه. يُظهر تفاعلات π-π من الرأس إلى الذيل بين الرأس الذي يعاني من نقص الإلكترون وذيل الملقط الغني بالإلكترون (مجموعات الأنثراسين) ، بالإضافة إلى الترابط الهيدروجيني عبر مجموعة الأميد الوظيفية (-NH). عندما يجتمع هذان التفاعلان ، يأخذ التجميع الذاتي توجهاً مفضلاً يوجه بناء دورة الماكرو ، "يشرح البروفيسور. ياماشينا

يؤدي هذا التفاعل الثنائي إلى بنية سداسية سداسية ذاتية التكميل مستقرة بعد التبلور ويوفر تحكمًا أكبر بكثير في توليف الدراجات الكبيرة. في ظل الظروف المناسبة ، يمكن لهذه السداسيات أن تتجمع في هياكل أكبر ذاتية التكميل. تشرح Toyota أن السداسيات الدورية تتجمع في بنيتين مهيمنتين ومستقرة فوق الجزيئية عند إضافة حمض ثلاثي الفلوروأسيتيك (TFA): تجميعات الشبكة المعينية الوجوه والمكعبات الكروية الضخمة ، أو التجمعات الهرمية. يلاحظ المؤلف أن الهيكل الأخير مثير للاهتمام بشكل خاص لأنه يتكون من 108 وحدات ملاقط أحادية.

يمكن أن تكون المعادن المطلوبة لتقنيات الاقتران فوق الجزيئي الحالية ضارة بالنظم البيئية والبيئة. يمكن استخدام جزيء ملاقط بسيط قائم على الأنثراسين في التقنية البديلة الخالية من المعادن الموضحة هنا لإنشاء هياكل فوق الجزيئية فريدة من نوعها. توفر هذه التقنية الوصول إلى فئة جديدة من الهياكل فوق الجزيئية ذات القدرات الكهربائية والبصرية. يضيف هذا الاكتشاف أداة جديدة حيوية إلى مجموعة الأدوات الكيميائية التي ستكون بلا شك حاسمة في تطوير الهياكل فوق الجزيئية الخالية من المعادن في المستقبل.

المصدر: titech Yuta Sawanaka1، Masahiro Yamashina1، Hiroyoshi Ohtsu1 & Shinji Toyota1

Günceleme: 21/10/2022 15:51

إعلانات مماثلة

كن أول من يعلق

Yorumunuz