Ученые создали аналог молекулярного ассемблера

Рибосомы являются одной из важнейшей структур для создания белков. Теперь, искусственный аналог биологической рибосомы был разработан и синтезирован профессором Дэвидом Ли и его командой на факультете химии в Университете Манчестера.

Органические химики уже давно поставили перед собой цель создать химические идентичные молекулы, которые могут имитировать сложные биологические механизмы жизни. В частности, они стремились создать рибосомы, большие и сложные молекулярные структуры, которые синтезируют белки (аминокислотные полимеры) из аминокислот во всех живых клетках. Рибосомы выполняют свою биологическую задачу, связывая вместе аминокислоты в порядке, установленном РНК (мРНК).

Группа Лея была сосредоточена на молекулярных машин, которые создают механическое движение, которое имитирует функции макроскопических машин. Основной целью таких исследований является молекулярный ассемблер, предлагаемое устройство в состоянии вести химических реакций, установив реактивных молекул с атомной точностью. Такая машина является потенциально способны синтезировать химическим структурам, которые не могут быть получены обычными химическими средствами, так как энергетические барьеры, которые мешают некоторые молекулы от формирования можно в значительной степени преодолеть с помощью механических манипуляций.

Число искусственных молекулярных машин были изготовлены в последние годы. Например, небольшие молекулярные машины были использованы в качестве молекулярных моторов, для хранения информации. Другие были использованы, чтобы помочь синтеза органических химических веществ для переключения действие катализатора и выключается, и изменить «беспристрастности» из продукта реакции.

Большие синтетические молекулы ДНК были использованы, чтобы направлять формирование связей между строительными блоками, которые обычно не реагируют, и собрать золотые наночастицы, в частности последовательности. Тем не менее, до сих пор не было построено аналоговых даже сырой молекулярного ассемблера.

Как показано на видео ниже, в эксплуатацию кольцо движется вверх и вниз полимера позвоночник между большим молекулярным группы на правую и первый оккупированных сайт вложений. Это движение рассчитано на питание от броуновского движения, как сборка рука, которая берет на себя все возможные конфигурации на основе статистических данных. В конце концов, кольцо находится достаточно близко к присоединению сайта в то же время, как сборка рычаг находится в правильной конфигурации срывать первые аминокислоты. Это действительно так, и аминокислоты перемещаются по сборке руку к концу растущей цепи белка.

Та же известна сила механики дополнительных стадий роста полимера. Тем не менее регионы, над которым кольцо движется сейчас больше, так как его масса, и обе эти факторы замедляют процесс добавления второй аминокислоты в полимерной цепи. Ли считает, что оно занимает в среднем 12 часов, чтобы синтезировать каждую из аминокислоту (пока еще нет данных о том, как долго каждый шаг занимает сборка). В перспективу, рибосома может добавлять от 15 до 20 аминокислот в полимерной цепи каждую секунду.