Woda jako tajny agent: nowe badanie ujawnia siły wiązania cząsteczek!

Woda jako tajny agent: nowe badanie ujawnia siły wiązania cząsteczek!

Zespół naukowców z Instytutu Technologii w Karlsruhe (KIT) i Uniwersytetu Konstruktorów w Bremie dostarczył przełomowe dowody: „zamknięta” woda może wzmocnić wiązanie między cząsteczkami. Wyniki te opublikowano w renomowanym czasopiśmie specjalistycznymMiędzynarodowe wydanie chemii stosowanejotwierają nowe perspektywy rozwoju innowacyjnych leków i materiałów. Do tej pory nie było jasne, czy woda uwięziona w kieszeniach molekularnych, takich jak miejsca wiązania białek lub syntetyczne receptory, odgrywa neutralną rolę lub wpływa na interakcje między cząsteczkami.

Dr Frank Biedermann z KIT wyjaśnia, że ​​w wąskich kieszeniach woda przyjmuje postać napiętą energetycznie. Ta szczególna forma wody nazywana jest „wysokoenergetyczną” i działa podobnie jak ludzie w zatłoczonej windzie: odpycha się na bok, gdy wchodzi do niej inna cząsteczka, wzmacniając wiązanie między nową cząsteczką a workiem. Profesor Werner Nau, współprowadzący badania, podkreśla, że ​​siła wiązania tej wysokoenergetycznej wody zależy bezpośrednio od jej napięcia energetycznego.

Wpływ na rozwój leków i naukę o materiałach

Niniejsze badanie, poparte również precyzyjnymi analizami termodynamicznymi, pokazuje, że wysokoenergetyczne cząsteczki wody odgrywają kluczową rolę w tworzeniu wiązań molekularnych. Odkrycie to jest szczególnie ważne dla opracowywania leków. Do stabilniejszego zakotwiczenia składników aktywnych w białku można zastosować wodę wysokoenergetyczną. W materiałoznawstwie ukierunkowane tworzenie wnęk wykluczających obecność wody mogłoby poprawić skuteczność wykrywania i przechowywania materiałów.

W badaniu wykorzystano cząsteczkę gospodarza dyniowatego[8]uril, która umożliwia łatwiejszą analizę niż złożone systemy, takie jak białka. To połączenie precyzyjnej kalorymetrii i modeli teoretycznych opracowanych przez dr Jeffry'ego Setiadiego i profesora Michaela K. Gilsona z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego dostarcza cennych danych ilościowych na temat roli wody w procesach wiązania. Wyniki potwierdzają znaczenie chemii opartej na wodzie i pokazują, jak wyparta woda może zwiększyć energię wiązania między cząsteczkami, wnosząc znaczący wkład w chemię wody. idw-online.de podaje, że badanie to uwypukliło również istotne postępy w modelowaniu właściwości wody.

Rola wody w chemii

Zasadnicza rola wody w reakcjach chemicznych i procesach biologicznych jest niekwestionowana. Historie z dziedziny chemii wody pokazują, jak ważne jest zrozumienie zachowania wody w różnych kontekstach. Woda to nie tylko eliksir życia; jego unikalne właściwości, takie jak wysokie napięcie powierzchniowe i zdolność rozpuszczania wielu substancji, czynią go niezbędnym składnikiem wielu procesów. Otacza i oddziela jony w związkach jonowych oraz zmienia swoje zachowanie w zależności od warunków temperatury i ciśnienia.

Postępy w stosowaniu metod opartych na danych i modelowaniu obliczeniowym umożliwiają badaczom innowacyjne badanie zachowania wody, przesuwając granice tradycyjnego zrozumienia. Przyszłe badania w dziedzinie chemii wody mogą pomóc w znalezieniu nowych sposobów poprawy jakości wody i opracowaniu wydajnych materiałów, które ściśle oddziałują z właściwościami wody. scisimple.com podkreśla, że ​​przyszłe badania skupiają się na dynamicznej dziedzinie chemii wody i oferują interesujące perspektywy.