Las interacciones hidrofóbicas son un tipo importante de fuerza intermolecular que juega un papel vital en muchos procesos vitales en Química y Física. En los sistemas biológicos, las interacciones hidrofóbicas pueden estabilizar los núcleos internos de las proteínas y formar vesículas lipídicas que almacenan nutrientes en nuestras células.proteínas, las interacciones hidrofóbicas pueden estabilizar los núcleos internos y formar vesículas lipídicas que almacenan nutrientes en nuestras células. Lo que es tan intrigante acerca de la interacción hidrofóbica es que exhibe una propiedad cooperativa llamada cooperatividad, que no existe en otras fuerzas intermoleculares fundamentales, como el dipolointeracciones dipolares y fuerzas de Van der Waals. Cooperatividad significa que en presencia de múltiples moléculas al menos más de dos, la fuerza general de la interacción entre las moléculas es mucho mayor que cuando solo hay dos moléculas que actúan en pares.
Una brecha importante en el conocimiento del libro de texto sobre la interacción hidrofóbica y su cooperatividad que tiene profundas implicaciones en muchos procesos fundamentales en la naturaleza es: ¿en qué medida la cooperatividad contribuye a las interacciones hidrofóbicas que estabilizan el ensamblaje de macromoléculas? ¿Un obstáculo gigantesco para resolver este largo problema?El rompecabezas permanente es la dificultad extrema para cuantificar la cooperatividad mediante experimentos, ya que la cooperatividad se origina a partir de los movimientos colectivos de las redes de enlaces de hidrógeno del agua que rodean los solutos hidrofóbicos.
En un avance, los científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong superaron estos desafíos al diseñar un mezclador microfluídico innovador que monitorea la fluorescencia inducida por la agregación hidrofóbica. Este avance científico no solo permite la cuantificación de la interacción hidrofóbica molecular y su cooperatividad ensolución a granel, pero también proporciona una evidencia clara y cuantitativa del papel crítico de la cooperatividad en la agregación hidrofóbica que está siendo consolidada por su teoría de crecimiento y nucleación cinética.
Sus hallazgos fueron publicados en la revista Comunicaciones de la naturaleza el 31 de mayo de 2017 doi: 10.1038 / ncomms15639.
"Para cuantificar las interacciones hidrofóbicas, monitoreamos en tiempo real la agregación hidrofóbica en solución a granel en una escala de tiempo de microsegundos", dijo el profesor Xuhui Huang, autor correspondiente del manuscrito. "Para lograr esto, investigamos la fluorescencia inducida por la agregación al mezclar rápidamentede agua y soluto hidrofóbico usando el dispositivo microfluídico. Luego ajustamos la fluorescencia medida a la teoría cinética de nucleación-crecimiento ".
"El dispositivo microfluídico de última generación nos permite rastrear la agregación de la molécula de soluto en escalas de tiempo muy cortas de microsegundos debido a las finas dimensiones del chorro de soluto de diámetro submicrométrico enfocado por el flujo de microfluidos. Nuestrolos resultados demostraron que la unión de un monómero hidrofóbico a su agregado en el agua ocurre a menos de microsegundos ". El profesor Shuhuai Yao, el otro autor correspondiente, elaboró más detalles.
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Materiales proporcionados por Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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