斥水分子之间的化学拨盘控制吸引力

恐水可能看起来像一个不合理的阻碍人类,但在分子水平上,它更倾向于为了世界。

一些物质 - 很多特别油腻,油腻的人的 - 是疏水的。他们没有吸引力,水,基本上出现的东西排斥。

Professor Samuel Gellman
教授格尔曼

在分子与被代替水吸引,并采取边部分有机结合的疏水片。结构出现时,如在该环绕活细胞的膜。

“那些膜是由主要是油腻的分子形成,并且包在一起以避免与水相互作用,说:” SAM格尔曼,威斯康星大学麦迪逊分校的化学教授的大学。 “亲水部分指向在一个方向 - 朝向水 - 并且在另一个疏水性部分,其结果是形成一个壁分子组织”。

有了它,生活中所有的事情,需要在墙上的保护。

“这可以说是分子之间最重要的相互作用之一,因为它在水中,其中生物学和这么多的技术情况发生,”说 尼古拉斯·阿伯特,威斯康星大学麦迪逊分校化学和生物工程教授。

雅培,格尔曼和一群威斯康星 - 麦迪逊大学的研究人员已经对复杂系统中的疏水相互作用提供了新的见解。在一项研究今天发表在杂志 性质中,研究者展示的极性(水吸引,或亲水性)物质附近的出现如何改变非极性疏水基团要坚持对方的方式。

团队建立与结合在精确地确定的图案的疏水和亲水基团稳定的结构简单的分子。然后他们使用原子力显微镜,一个工具,使他们能够通过拉扯分开疏水单元和测量它们之间的粘性分子的表面探测。

“我们证明了,如果你有两个非极性基团,他们正在经历的水相互作用,它们之间的交互方式取决于他们的邻居,”雅培说。 “这就像一对具有交谈的朋友。在它们相互作用将取决于谁站在足够接近听到的方式“。

它一直推测,疏水颗粒之间的债券将在充电,喜水分子的存在确实改变。研究人员的实验证明这些影响,并且也注意到,作为带电亲水基团的化学结构发生变化,所以做他们的疏水基团之间的粘性影响程度。

“那粘互动由疏水效应定义,”格尔曼说。 “我们的测量结果表明,它可能将极性基团,可以拨号或拨下来的水两个疏水表面之间的粘合力的一种方式。”

此级别的控制可以提供设计的各种执行水有用的功能,如基于乳液,食品,清洁剂和更多的药膏分子的新方法。

“你能想象切换材料,智能材料,也许药物递送系统,能够通过操纵这种互动释放活性剂以可控的方式的新设计,”雅培说。

合作者的工作,这是由支持 国家自然科学基金 并通过威斯康星大学麦迪逊分校的成为可能合作引发 纳米科学和工程中心,还可以锐化生物学家查看蛋白质变化的方式。

催化反应和在活细胞中的分子水平的信息传递蛋白通常疏水和亲水基团的非常复杂的组合。吸引或排斥水的蛋白质折叠的方式,然后决定是否以及如何执行他们的任务,旨在发挥作用,它们的组成部分的质量。

蛋白质被合成并在其适当的形状,折叠起来后,生物过程开始修改它们的结构 - 在这里添加或替换那里。

“我们研究的另一种含义,”格尔曼说,“是,这些变化可以有以前没有理解产生深远的影响。”

克里斯barncard,大学通信