La vida es impulsada por máquinas moleculares. Encontrados en cada célula, estos pequeños motores convierten la energía química en trabajo para mantener el cuerpo en movimiento. La invención de máquinas moleculares sintéticas, que realizan trabajos similares a las tecnologías miniaturizadas de energía, es un tema candente en la nanociencia.
Ahora, un equipo dirigido por la Universidad de Osaka ha inventado una máquina molecular similar a un trinquete, un componente potencial de dispositivos moleculares sofisticados, que permite el movimiento en una sola dirección. Esto permite que el movimiento y la reactividad química de una máquina molecular seanobservado simultáneamente, lo que ha sido un desafío de larga data.
Un diseño clásico para máquinas moleculares es una "pesa" simétrica: una molécula cíclica grande en el medio, atrapada entre bloqueadores voluminosos en cada extremo, unida por un espaciador. Inspirado por este patrón conocido como rotaxano, el equipo de Osakacreó un pseudo-rotaxano, donde las tres partes, los dos bloqueadores "estaciones" y el ciclo central, son anillos pequeños. El estudio se informó en Informes científicos .
Ambas estaciones de su máquina molecular están hechas de piridinio, un ciclo de seis miembros. Los grupos metilo CH3 están unidos a cada estación, como ganchos de púas. Sin embargo, una estación lleva un solo grupo metilo, mientras que el otro extremo tiene dos.
"Esta asimetría establece un eje a lo largo de la longitud de la molécula, favoreciendo el movimiento hacia el extremo de doble gancho, que actúa como un tope", dice el primer autor del estudio, Akihito Hashidzume.
El concepto se demostró mediante el uso de α-ciclodextrina α-CD, un macrociclo compuesto por seis anillos de glucosa. El anillo α-CD es lo suficientemente ancho como para caber sobre el extremo de un gancho y deslizarse a lo largo del trinquete hacia el tope.En el camino, interactúa con las estaciones y el anillo central. De hecho, el α-CD cataliza una reacción química en la que la molécula tipo trinquete intercambia átomos de hidrógeno con el solvente de agua.
Los experimentos de etiquetado confirmaron que este intercambio se produjo solo en un extremo del trinquete. Cuando la reacción se llevó a cabo en agua pesada D 2 O, se encontraron átomos de deuterio D en los grupos metilo de la estación de un gancho y el anillo central, así como en el metileno de la segunda estación, pero no en el tapón de dos ganchos.Parece que el α-CD pasó sobre el anillo central pero no pudo alcanzar los grupos metilo del tapón.
"Aquí tenemos una reacción química junto con un movimiento sesgado en una dirección", dice el autor correspondiente Akira Harada. "Lo llamamos 'traducción selectiva de caras', ya que α-CD prefiere moverse de una cara de pseudo-rotaxano ael otro. Seguimos nuestro ejemplo de la naturaleza: al mover el trinquete en una dirección, esperamos aprovechar la energía química de manera similar a los motores biomoleculares, como los de los músculos ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :