Sentetik moleküller yeni kontrol yöntemiyle üçlü sarmallar halinde kendiliğinden birleşiyor

Finlandiya’nın Jyväskylä Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, sentetik moleküllerin kesin olarak tanımlanmış üç boyutlu yapılara kendi kendine birleşecek şekilde programlanması için yeni bir strateji geliştirdiler. Çalışma, bilim adamlarını doğada bulunan karmaşık moleküler organizasyona ulaşmaya bir adım daha yaklaştırıyor ve ileri fonksiyonel materyallerin geliştirilmesi için yeni olasılıkların kapısını açabilir.

Canlı organizmalarda, proteinler gibi moleküller, moleküler dizilerinde kodlanan bilgilere göre güvenilir bir şekilde belirli şekillere katlanır. Sentetik sistemlerde bu seviyedeki yapısal kontrolün kopyalanması büyük bir zorluk olmaya devam ediyor.

Artık araştırmacılar, yapay bir molekülün nasıl birleştiğini kontrol etmek için birden fazla bilgi katmanının kodlanabileceğini gösterdi. Yayınlanan çalışmada Angewandte Chemie Uluslararası SürümüMoleküller seçici olarak, üç moleküler ipliğin saat yönünün tersine yönde birbirinin etrafında dolandığı üçlü bir sarmal oluşturdu. Aynı zamanda rakip yapıların oluşumu da etkili bir şekilde bastırıldı.

Kodlanmış bilgi nihai yapıyı belirler

Hiyerarşik sıra kontrolü olarak adlandırılan yaklaşım iki aşamada çalışır. İlk bilgi katmanı, montaj sürecinin olası sonuçlarını dört tür sarmalla sınırlandırarak bir başlangıç ​​seçimi gerçekleştirir. İkinci katman, bu dördü arasında belirli bir sarmalın oluşumunu destekleyen ek bir seçilim düzeyi sağlar: saat yönünün tersine üçlü sarmal.

Çalışmayı yöneten Jyväskylä Üniversitesi’nden profesör Fabien Cougnon, “Önemli olan, moleküler diziye ince ayar yaparak sonuçta hangi üç boyutlu yapının oluşacağını tam olarak kontrol edebilmemizdir. Bu yüksek düzeyde yapısal kontrolü elde etmek için dikkatli dizi optimizasyonunun çok önemli olduğunu bulduk” diyor.

Programlanabilir moleküllere ve gelişmiş malzemelere doğru

Çalışma, kodlanmış dizi bilgisini karmaşık üç boyutlu yapılara öngörülebilir bir şekilde dönüştürebilen ve doğada bulunan yüksek düzeyde kontrollü moleküler organizasyona benzeyen sentetik moleküllere doğru bir adım atıldığını gösteriyor.

Cougnon, “Uzun vadeli hedefimiz, yapıları artan hassasiyetle tahmin edilebilecek ve kontrol edilebilecek moleküller tasarlamaktır. Programlanabilir moleküler kendi kendine birleşme, sonunda akıllı malzemeler, moleküler cihazlar ve diğer ileri teknolojilerin geliştirilmesi için yeni fırsatlar açabilir” diyor.