Ūdens kā slepenais aģents: jauns pētījums atklāj molekulu saistošos spēkus!

Ūdens kā slepenais aģents: jauns pētījums atklāj molekulu saistošos spēkus!

Karlsrūes Tehnoloģiju institūta (KIT) un Brēmenes Konstruktoru universitātes pētnieku komanda ir sniegusi revolucionārus pierādījumus: “ieslēgts” ūdens var stiprināt saikni starp molekulām. Šie rezultāti publicēti slavenajā specializētajā žurnālāLietišķās ķīmijas starptautiskais izdevums, paver jaunas perspektīvas inovatīvu zāļu un materiālu izstrādei. Līdz šim nebija skaidrs, vai ūdenim, kas ieslodzīts molekulārajās kabatās, piemēram, olbaltumvielu saistīšanās vietās vai sintētiskajos receptoros, ir neitrāla loma vai tas ietekmē mijiedarbību starp molekulām.

Dr Frank Biedermann no KIT skaidro, ka ūdens šaurās kabatās iegūst enerģētiski saspringtu formu. Šo konkrēto ūdens veidu sauc par "augstas enerģijas" un tā darbojas līdzīgi kā cilvēki pārpildītā liftā: tas nobīdās malā, kad ienāk cita molekula, stiprinot saikni starp jauno molekulu un maisu. Profesors Verners Nau, pētījuma līdzvadītājs, uzsver, ka šī augstas enerģijas ūdens saistīšanas spēks ir tieši atkarīgs no tā enerģētiskās spriedzes.

Ietekme uz zāļu izstrādi un materiālu zinātni

Šis pētījums, ko atbalsta arī precīzas termodinamiskās analīzes, parāda, ka lielas enerģijas ūdens molekulām ir galvenā loma molekulāro saišu veidošanā. Šis atklājums ir īpaši svarīgs zāļu izstrādei. Augstas enerģijas ūdeni varētu izmantot, lai aktīvās sastāvdaļas proteīnā noenkurotu stabilāk. Materiālzinātnē mērķtiecīga dobumu izveide, kas izslēdz šādu ūdeni, varētu uzlabot materiālu uztveršanas un uzglabāšanas veiktspēju.

Pētījumā tika izmantota saimniekmolekula cucurbit[8]uril, kas ļauj veikt vieglāku analīzi nekā sarežģītas sistēmas, piemēram, olbaltumvielas. Šī augstas precizitātes kalorimetrijas un teorētisko modeļu kombinācija, ko izstrādājuši Dr. Jeffry Setiadi un profesors Maikls K. Gilsons no Kalifornijas Universitātes Sandjego, sniedz vērtīgus kvantitatīvus datus par ūdens lomu saistīšanās procesos. Rezultāti apstiprina uz ūdeni balstītas ķīmijas nozīmi un parāda, kā izspiests ūdens var palielināt saistīšanas enerģiju starp molekulām, sniedzot būtisku ieguldījumu ūdens ķīmijā. idw-online.de ziņo, ka šis pētījums arī izceļ attiecīgos sasniegumus ūdens īpašumu modelēšanā.

Ūdens loma ķīmijā

Ūdens būtiskā loma ķīmiskajās reakcijās un bioloģiskajos procesos ir neapstrīdama. Vēstures no ūdens ķīmijas jomas parāda, cik svarīgi ir izprast ūdens uzvedību dažādos kontekstos. Ūdens nav tikai dzīvības eliksīrs; tā unikālās īpašības, piemēram, augstais virsmas spraigums un spēja izšķīdināt daudzas vielas, padara to par daudzu procesu neaizstājamu sastāvdaļu. Tas ieskauj un atdala jonus jonu savienojumos un maina savu uzvedību atkarībā no temperatūras un spiediena apstākļiem.

Sasniegumi uz datiem balstītu metožu un skaitļošanas modelēšanas izmantošanā ļauj pētniekiem inovatīvi pētīt ūdens uzvedību, virzot tradicionālās izpratnes robežas. Turpmākie pētījumi ūdens ķīmijā varētu palīdzēt atrast jaunus veidus, kā uzlabot ūdens kvalitāti un izstrādāt efektīvus materiālus, kas cieši mijiedarbojas ar ūdens īpašībām. scisimple.com uzsver, ka turpmākie pētījumi ir vērsti uz dinamisko ūdens ķīmijas jomu un piedāvā interesantas perspektīvas.