Cyborg核糖体的解码消息生产聚苯乙烯催化剂

化学家在英国和比利时分子机器模仿细胞如何自然地产生蛋白质,但基于characteristically-unnatural聚苯乙烯从线程读取他们的指令。领导的小组大卫利来自曼彻斯特大学的使用这个“cyborg核糖体”做一个简单的蛋白质,卷成一个不对称的催化剂。催化剂本身然后指导一个选择性环氧化反应使两种对映体的产品之一。

生物学是基于四个序列聚合物:DNA, RNA,蛋白质和碳水化合物,”李说。分子机器,集成其他聚合物可能传授全新的属性,像那些在生物学,他补充道。“也许我们可以聚苯乙烯聚合物可以肌肉或蜘蛛丝一样强大。”

生物学有一个半几十亿年完美的核糖体,所以给我们一点时间

大卫李,曼彻斯特大学

李的团队曾开发出类似的系统模仿核糖体,分子机器在我们的细胞遗传信息了解氨基酸栓在一起。然后,他们线程的一个大型环形rotaxane蛋白质分子在“跟踪”。这个跟踪rotaxane可以向下移动,整合三个氨基酸。这种情况下的跟踪很复杂,”利解释说。寻求扩大的潜力rotaxane-based机器,利和他的团队认为这将更有趣有这些东西在传统聚合物”。

然而,使开关构成了潜在的挑战在控制氨基酸添加,和多少。核糖体解码指令从密码子分组起源于聚束RNA的四个字母代码在3。相比之下,聚苯乙烯线程重复单体在类似的模式很长一段路。

利的团队目标蛋白质只有一种氨基酸,亮氨酸,因为亮氨酸链足够长的时间来线圈已经不对称环氧化催化剂。科学家们意识到,使聚苯乙烯线程送入rotaxane正确的长度会确保亮氨酸链足够长的时间来这样做。

化学家因此使用原子转移自由基聚合,使聚合物链与一个相对狭窄的区间长度比其他技术。通过这种方式,他们结合正常苯乙烯单体与一些有亮氨酸,给线程和52正常苯乙烯单体与亮氨酸和六个单体,平均。

激发分子机器

驾驶rotaxane沿着线程结束四天给了亮氨酸链团队然后用于催化环氧化作用的查耳酮分子。一些故障排除后,他们可以声称亮氨酸螺旋使100%的转换。化学家使用它的反应所需的对映体的96%,和4%的其他可能的产品,尽管只在毫克规模。

这是前所述催化剂活性和选择性相似,指出创作Duwez在比利时列日大学的。这些分子机器的使用在具体应用中可能有很长的路要走,但这里所描述的结果显示,可以设计和合成具有有用的属性的系统”,她说。任何有机化学家将会很高兴与催化剂对映体过量转换效率为100%和92%。当然,挑战仍然对机器本身的综合。”

Stephen Goldup英国南安普顿大学的调用方法非常优雅,和回声Duwez的观点做这样的机器目前所提出的挑战。然而,“担心这是忽略了这一点,他补充道。“只有在过去的几年里,人工分子机器甚至开始执行这样的富有挑战性的任务和他们的复杂性迅速增加,“Goldup说。很难预测这个新方向的最终结果会是什么,但是考虑到核心作用类似的机器在生命系统,似乎人工同行将发挥关键作用使分子挑战未来。”

利承认,这台机器是原油与生物灵感,但强调,这是一个早期的一次长途旅行。氨基酸的核糖体一起把15 - 20秒。我们花费4天6或7还没有,令人印象深刻。但是生物学有一个半几十亿年完美的核糖体,所以给我们一点时间。”