Ученые разрабатывают новый метод для мониторинга молекулярной агрегации

Прочитано: 23 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...


Хиральные молекулы определяются как молекулы, которые не накладываются друг на друга на их зеркальных изображениях, так же, как молекулы костей левой и правой рук человека. Есть много примеров хиральных молекул в природе, включая белки и дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК). Динамические процессы этих хиральных молекул очень важны для понимания их биологической активности. Действительно, агрегация белка связана со многими патологическими состояниями, включая болезнь Альцгеймера, которая вызывается накоплением бета-амилоидных фрагментов в мозге с течением времени. Таким образом, важно понимать и наблюдать такую ​​(хиральную) молекулярную агрегацию и конформацию во времени.

Доступные в настоящее время варианты анализа молекулярной конформации включают электронную микроскопию и спектроскопию ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Оба метода требуют извлечения образца в жестких условиях, трудоемкого процесса, который может повредить молекулярную конформацию образца. Второе ограничение этих методов заключается в том, что конечный результат будет обеспечивать конформацию соединения только в конкретный момент времени.


Этот новый метод включает в себя круговой дихроизм агрегации-аннигиляции (AACD) и хорошо изученную хиральную молекулу, называемую 1,1′-бинаптильными производными (BN). Наблюдалось, что CD-сигналы BN аннигилируют после образования агрегатов BN, вероятно, из-за конформационного изменения 1,1′-бинаптильной группы в процессе агрегации.

В своей работе четыре хиральные молекулы на основе BN (P-1 — P-4 соответственно) были синтезированы с помощью простых реакций сочетания Suzuki. Полимеры с «открытыми» звеньями BN демонстрировали явные признаки аннигилированного агрегацией хирального дихроизма (AACD). Когда блоки BN были заблокированы, уничтожение сдерживается. Полимеры сначала растворяли в органическом растворителе тетрагидрофуране (ТГФ). Второй этап включал добавление воды, плохого растворителя для полимеров, постепенно добавляли к раствору, что приводило к образованию агрегатов. Спектры CD различных полимеров были взяты при разных фракциях воды и проанализированы. Эта методология позволила исследователям анализировать процесс молекулярной агрегации в режиме реального времени.

Молекулярной динамики (МД) моделирование полимеров проводили в ТГФ и воды для дальнейшего изучения взаимосвязи между CD аннигиляции и конформационных изменений. Эта модель показала, что открытый P-1 показал широкое распределение двугранного угла θ, но закрытый P-3 показал узкое распределение. От решения к агрегату θ в открытых полимерах (P-1 и P-2) становится более отрицательным, и часть конформеров расслабляется от цисоида к трансоиду. Θ в запертых полимерах (P-3 и P-4) немного увеличивается, и конформация цизоида сохраняется на протяжении всего процесса агрегации.

«Таким образом, сочетание моделирования и анализа MD по изменению интенсивности куплетов CD и расщеплению длин волн в процессе агрегации, таким образом, является привлекательным методом мониторинга конформационных изменений на месте и в реальном времени», — сказал профессор HKUST Бен-Чжун ТАНГ. , который вел это исследование.

«Это гораздо более дешевый и простой метод мониторинга конформационных изменений в хиральных макромолекулах означает, что мы можем применять этот метод для более легкого понимания многих биологических процессов», — сказал д-р Хаоке ЧЖАНГ, соавтор статьи.

Ученые разрабатывают новый метод для мониторинга молекулярной агрегации

 



Новости партнеров

Загрузка...