Las construcciones modulares a partir de jaulas proteínas, cubos iones metálicos y puntales conectores orgánicos permiten el diseño racional de andamios porosos. La diversidad química y estructural inherente de estos bloques de construcción conduce a una nueva clase de versatilidadmateriales ensamblados.
Esta es la primera instancia donde la síntesis de un marco cristalino en el que las proteínas, así como los iones metálicos y las moléculas orgánicas son componentes esenciales de la construcción. Esta nueva ruta de fabricación de materiales funcionales tiene aplicaciones potenciales como el almacenamiento de combustible de hidrógeno y la captura de carbono.
La formación de un material de estructura cristalina porosa tridimensional 3D, formada por proteínas esféricas que se ensamblan a través de interacciones dirigidas entre estas proteínas, iones metálicos y enlazadores orgánicos, se ha realizado por primera vez. Las proteínas son excelentespotencial como bloques de construcción para materiales cristalinos debido a su amplia gama de motivos químicos y estructurales disponibles combinados con capacidades exquisitas para catálisis y transferencia de electrones. Sin embargo, el diseño exitoso y la síntesis de cristales de proteínas 3D es raro.
Se ha logrado un éxito considerablemente mayor en la síntesis de materiales cristalinos utilizando pequeños bloques de construcción orgánicos e inorgánicos, particularmente los versátiles marcos metal-orgánicos MOF para aplicaciones de purificación y catalíticas. Investigadores de la Universidad de California en San Diego diseñaron una jaula esférica.similar a la proteína ferritina para mostrar ocho iones de zinc en su superficie de forma simétrica.
Estos iones de zinc de superficie eran análogos a pequeños cubos metálicos en MOF. Los conectores orgánicos bifuncionales luego unieron los iones de zinc entre dos proteínas, haciendo que los cubos metálicos a nanoescala se autoensamblaran en una disposición de red cristalina 3D predicha. Los cristales resultantes eran altamente porosos, tenían un contenido de solvente muy alto y permitieron a las proteínas realizar su actividad enzimática nativa transformando iones de hierro solubles en óxidos de hierro cristalinos. Esta nueva estrategia de autoensamblaje podría conducir a nuevos materiales para catálisis y separaciones.
Este trabajo fue apoyado por el Departamento de Energía de los EE. UU., La Oficina de Ciencia, la Oficina de Ciencias Energéticas Básicas para el diseño racional y la síntesis de cristales de proteínas y la Investigación Biológica y Ambiental, junto con los Institutos Nacionales de Salud, apoyaron la línea de luz de Biología Estructural MolecularBL12-2 en SSRL, una instalación de usuarios de la Oficina de Ciencia del DOE.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Departamento de Energía, Oficina de Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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