Как гибкость молекул определяет формирование супрамолекулярных сетей?

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) совершили важное открытие в области формирования молекулярных сетей. Ученые установили, что ключевым фактором в образовании супрамолекулярных структур является не сила химических связей, а гибкость молекулярных интерфейсов.
Как гибкость молекул определяет формирование супрамолекулярных сетей?
Изображение носит иллюстративный характер

В природе супрамолекулярные сети играют фундаментальную роль в функционировании биологических систем. Яркими примерами служат белок клатрин, который формирует шестиугольные сети для обеспечения эндоцитоза, и белок TRIM5a, создающий защитную решетку против ВИЧ. Даже пчелиные соты демонстрируют аналогичный принцип гексагональной организации на макроуровне.

Группа ученых под руководством Маартье Бастингс из Лаборатории программируемых биоматериалов (PBL) и Георга Фантнера из Лаборатории био- и наноинструментов (LBNI) использовала наноинженерные нити ДНК в форме трехлучевых звезд для изучения механизмов формирования сетей. Исследователи варьировали длину и последовательность нуклеотидов в «руках» этих структур.

С помощью высокоскоростной атомно-силовой микроскопии ученые наблюдали, как короткие жесткие «руки» ДНК-молекул успешно организовывались в стабильные шестиугольные сети. Напротив, длинные гибкие «руки» расходились слишком широко, препятствуя формированию крупных сетевых структур.

Компьютерное моделирование подтвердило, что молекулы с короткими «руками» примерно в четыре раза чаще принимали параллельную конфигурацию, необходимую для образования стабильных связей. Важно отметить, что даже глобально гибкие молекулы могут формировать сети при наличии локальной жесткости в области интерфейса.

Это открытие имеет широкие практические применения. В медицине оно может помочь в разработке методов предотвращения образования амилоидных бляшек при болезни Альцгеймера. В области спинтроники знание принципов самосборки может использоваться для создания наноразмерных сетей в передовой электронике.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Chemistry, демонстрирует, как ДНК-нанотехнологии позволяют точно контролировать молекулярные свойства на атомном уровне, выходя за рамки традиционной геномной функции ДНК.


Новое на сайте

19989Шесть историй, которые умещаются на ладони 19986Как 30 000 аккаунтов Facebook оказались в руках вьетнамских хакеров? 19985LofyGang вернулась: как бразильские хакеры охотятся на геймеров через поддельные читы 19984Автономная проверка защиты: как не отстать от ИИ-атак 19983Взлом Trellix: хакеры добрались до исходного кода одной из ведущих компаний по... 19982Почему почти 3000 монет в норвежском поле перевернули представление о викингах? 19981Как поддельная CAPTCHA опустошает ваш счёт и крадёт криптовалюту? 19980Слежка за каждым шагом: как ИИ превращает государство в машину тотального контроля 19979Как хакеры грабят компании через звонок в «техподдержку» 19978Почему именно Нью-Йорк стал самым уязвимым городом восточного побережья перед... 19977Как одна команда git push открывала доступ к миллионам репозиториев 19976Зачем древние народы убивали ножами и мечами: оружие как основа власти 19975Как Python-бэкдор DEEPDOOR крадёт ваши облачные пароли незаметно? 19974Послание в бутылке: математика невозможного 19973Почему ИИ-инфраструктура стала новой целью хакеров быстрее, чем ждали все?
Ссылка