Vanduo kaip slaptasis agentas: naujas tyrimas atskleidžia molekulių surišimo jėgas!

Vanduo kaip slaptasis agentas: naujas tyrimas atskleidžia molekulių surišimo jėgas!

Tyrėjų komanda iš Karlsruhe technologijos instituto (KIT) ir Konstruktorių universiteto Brėmene pateikė novatoriškų įrodymų: „užrakintas“ vanduo gali sustiprinti ryšį tarp molekulių. Šie rezultatai paskelbti žinomame specializuotame žurnaleTarptautinis taikomosios chemijos leidimas, atveria naujas perspektyvas novatoriškų vaistų ir medžiagų kūrimui. Iki šiol buvo neaišku, ar vanduo, įstrigęs molekulinėse kišenėse, tokiose kaip baltymų surišimo vietos arba sintetiniai receptoriai, vaidina neutralų vaidmenį ar daro įtaką molekulių sąveikai.

Dr. Frank Biedermann iš KIT paaiškina, kad vanduo įgauna energetiškai įtemptą formą siaurose kišenėse. Ši ypatinga vandens forma vadinama „didelės energijos“ ir elgiasi panašiai kaip žmonės sausakimšame lifte: jis pasistumia į šalį, kai patenka kita molekulė, sustiprindamas ryšį tarp naujos molekulės ir maišelio. Profesorius Werneris Nau, vienas iš tyrimo vadovų, pabrėžia, kad šio didelės energijos vandens rišamoji galia tiesiogiai priklauso nuo jo energetinės įtampos.

Poveikis vaistų kūrimui ir medžiagų mokslui

Šis tyrimas, kurį taip pat patvirtina tiksli termodinaminė analizė, rodo, kad didelės energijos vandens molekulės vaidina pagrindinį vaidmenį formuojant molekulinius ryšius. Ši išvada ypač svarbi kuriant vaistus. Didelės energijos turintis vanduo galėtų būti naudojamas aktyvioms sudedamosioms dalims stabiliau pritvirtinti baltyme. Medžiagų moksle tikslingas ertmių, kuriose nėra tokio vandens, sukūrimas galėtų pagerinti medžiagų jutimo ir saugojimo efektyvumą.

Tyrime buvo naudojama šeimininko molekulė cucurbit[8]uril, kuri leidžia lengviau analizuoti nei sudėtingos sistemos, tokios kaip baltymai. Šis didelio tikslumo kalorimetrijos ir teorinių modelių derinys, kurį sukūrė daktaras Jeffry Setiadi ir profesorius Michaelas K. Gilsonas iš Kalifornijos universiteto San Diege, suteikia vertingų kiekybinių duomenų apie vandens vaidmenį rišimosi procesuose. Rezultatai patvirtina vandens pagrindu pagamintos chemijos svarbą ir parodo, kaip išstumtas vanduo gali padidinti jungimosi energiją tarp molekulių ir reikšmingai prisidėti prie vandeninės chemijos. idw-online.de praneša, kad šis tyrimas taip pat pabrėžia atitinkamą vandens savybių modeliavimo pažangą.

Vandens vaidmuo chemijoje

Esminis vandens vaidmuo cheminėse reakcijose ir biologiniuose procesuose yra neabejotinas. Vandeninės chemijos istorijos rodo, kaip svarbu suprasti vandens elgesį įvairiuose kontekstuose. Vanduo nėra tik gyvybės eliksyras; Dėl savo unikalių savybių, tokių kaip didelis paviršiaus įtempis ir gebėjimas ištirpinti daugybę medžiagų, jis yra nepakeičiamas daugelio procesų komponentas. Jis supa ir atskiria jonus joniniuose junginiuose ir keičia savo elgesį priklausomai nuo temperatūros ir slėgio sąlygų.

Duomenimis pagrįstų metodų taikymo ir skaičiavimo modeliavimo pažanga leidžia tyrėjams naujoviškai tirti vandens elgseną, peržengiant tradicinio supratimo ribas. Būsimi vandeninės chemijos tyrimai galėtų padėti rasti naujų būdų, kaip pagerinti vandens kokybę ir sukurti efektyvias medžiagas, kurios glaudžiai sąveikauja su vandens savybėmis. scisimple.com pabrėžia, kad būsimi tyrimai yra skirti dinamiškam vandens chemijos sričiai ir siūlo įdomias perspektyvas.