A víz, mint titkos ügynök: Új tanulmány feltárja a molekulák kötőerejét!

A víz, mint titkos ügynök: Új tanulmány feltárja a molekulák kötőerejét!

A Karlsruhe Institute of Technology (KIT) és a brémai Constructor Egyetem kutatóiból álló csapat úttörő bizonyítékokkal szolgált: a „bezárt” víz erősítheti a molekulák közötti kapcsolatot. Ezeket az eredményeket a neves szaklapban tették közzéAlkalmazott kémia nemzetközi kiadás, új távlatokat nyit az innovatív gyógyszerek és anyagok fejlesztése előtt. Eddig nem volt világos, hogy a molekuláris zsebekben, például fehérjekötő helyeken vagy szintetikus receptorokban rekedt víz semleges szerepet játszik-e, vagy befolyásolja-e a molekulák közötti kölcsönhatásokat.

Dr. Frank Biedermann a KIT-től elmagyarázza, hogy a víz a keskeny zsebekben energetikailag feszült formát ölt. A víznek ezt a sajátos formáját "nagy energiájú"-nak nevezik, és úgy viselkedik, mint az emberek egy zsúfolt liftben: félrelökik, amikor egy másik molekula belép, megerősítve a kapcsolatot az új molekula és a zsák között. Werner Nau professzor, a tanulmány társvezetője hangsúlyozza, hogy ennek a nagy energiájú víznek a megkötő ereje közvetlenül függ az energetikai feszültségtől.

Hatás a gyógyszerfejlesztésre és az anyagtudományra

Jelen tanulmány, amelyet precíz termodinamikai elemzések is alátámasztanak, azt mutatják, hogy a nagy energiájú vízmolekulák központi szerepet játszanak a molekuláris kötések kialakításában. Ez a megállapítás különösen fontos a gyógyszerfejlesztés szempontjából. A nagy energiájú víz segítségével a hatóanyagok stabilabban rögzíthetők a fehérjében. Az anyagtudományban az ilyen vizet kizáró üregek célzott létrehozása javíthatja az anyagok érzékelési és tárolási teljesítményét.

A tanulmány a cucurbit[8]uril gazdamolekulát használta, amely könnyebb elemzést tesz lehetővé, mint az összetett rendszerek, például a fehérjék. A nagy pontosságú kalorimetria és az elméleti modellek kombinációja, amelyet Dr. Jeffry Setiadi és Michael K. Gilson professzor fejlesztett ki a Kaliforniai Egyetemről, San Diego, értékes kvantitatív adatokat szolgáltat a víz szerepéről a kötési folyamatokban. Az eredmények alátámasztják a vízbázisú kémia fontosságát, és megmutatják, hogy a kiszorított víz hogyan képes növelni a molekulák közötti kötési energiát, jelentősen hozzájárulva a vizes kémiához. idw-online.de beszámol arról, hogy ez a tanulmány a víztulajdon-modellezés terén elért lényeges előrelépésekre is rávilágít.

A víz szerepe a kémiában

A víz alapvető szerepe a kémiai reakciókban és a biológiai folyamatokban vitathatatlan. A vizes kémia területéről származó történetek azt mutatják, hogy mennyire fontos megérteni a víz viselkedését különböző összefüggésekben. A víz nem csupán életelixír; egyedülálló tulajdonságai, mint például a nagy felületi feszültség és a sok anyag oldhatósága, számos folyamat nélkülözhetetlen összetevőjévé teszik. Körülveszi és szétválasztja az ionokat az ionos vegyületekben, és megváltoztatja viselkedését a hőmérsékleti és nyomásviszonyok alapján.

Az adatvezérelt módszerek és a számítási modellezés alkalmazásának fejlődése lehetővé teszi a kutatók számára, hogy innovatív módon tanulmányozzák a víz viselkedését, feszegetve a hagyományos megértés határait. A jövőbeli vizes kémia kutatások segíthetnek új módszereket találni a vízminőség javítására és olyan hatékony anyagok kifejlesztésére, amelyek szorosan kölcsönhatásba lépnek a víz tulajdonságaival. scisimple.com kiemeli, hogy a jövőbeli kutatások a vízkémia dinamikus területét célozzák, és érdekes perspektívákat kínálnak.