 |
Вы находитесь здесь: dace.ru / Новости химии / Как включить и выключить катализатор?
Архивы новостей:
2008 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2009 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2010 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2011 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2012 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2013 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2014 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2015 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2016 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2017 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2018 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2019 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2020 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2021 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2022 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2023 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2024 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2025 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2026 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
Как включить и выключить катализатор?
Исследователи из Германии создали молекулярный нанопереключатель, который обратимо и неоднократно может быть активирован для контроля химической реакции. Работа предлагает подходы к созданию молекулярных машин, способных обмениваться информацией друг с другом, а также дает возможности контроля сложных каскадных реакций с помощью простого химического переключателя.
Ранее уже было создано большое количество молекулярных машин, способных к изменению состояния в результате химического, электрохимического или фотохимического воздействия. Обнаруженные в живой природе самозапирающиеся молекулярные механизмы мотивировали исследователей найти способы синтеза подобных искусственных молекулярных переключателей.
К настоящему времени исследователи уже смогли получить ряд фотоактивируемых молекулярных переключателей, способных активировать (или наоборот – дезактивировать) каталитическую активность, однако получение таких молекулярных машин, управляющихся в результате химического воздействия, до сих пор не было осуществлено. Микаэлю Шмиттелю (Michael Schmittel) с коллегами из Университета Зигена удалось синтезировать нанопереключатель, работающий подобно молекулярному механизму активации и дезактивации фермента протеинкиназы, вовлеченного в работу мозга – кальций/калмодулин-зависимой протеинкиназы II [calcium/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII)].
Шмиттельпоясняет, что сложные молекулярные машины, работающие внутри нашего организма, чаще всего представляют собой сложные нанопереключатели, способные обмениваться информацией друг с другом. Он подчеркивает, что для воспроизводимой двухсторонней коммуникации обратимая работа обеих молекулярных машин как в прямом, так и в обратном направлении должна характеризоваться высокой степенью предсказуемости.
Разработанный исследователями из Германии нанопереключатель отличается простой, но при этом достаточно многоцелевой архитектурой – молекула треугольной формы может быть активирована и дезактивирована у одной из вершин. В этой вершины сходятся два функциональных фрагмента, которые, связываясь друг с другом, приводят к проявлению молекулой каталитической активности (это соответствует активированному состоянию системы). При разъединении фрагментов активность исчезает, и это состояние отвечает дезактивированному состоянию системы.
Ключом для механизма активации и дезактивации новой системы являются ионы меди(I), которые, присутствуя в системе, дезактивируют молекулу, останавливая органокаталитическую реакцию – реакцию Кневенагеля. Ионы меди(I) не принимают непосредственного участия в каталитической реакции – их присутствие приводит к тому, что медь(I) вытесняет катион цинка из полости порфиринового цикла, а высвободившийся при этом катион цинка координируется с пиперидиновым фрагментом, что приводит к дезактивации каталитической системы и прекращению каталитической реакции. Если из реакционной системы удалить ионы меди(I), катион цинка отрывается от пиперидина, система активируется и каталитическая реакция возобновляется.
Специалист по молекулярным машинам из Университета Эдинбурга Дэвид Лейг (David Leigh) отмечает, что работа немецких химиков представляет собой интересный пример работающей молекулярной системы, обеспечивающей обратимую активацию/дезактивацию каталитической системы, которая, к тому же, может использоваться многократно. Лейг предполагает, что в перспективе подобным образом станет возможно связывать и высвобождать органокатализаторы. В течение ближайших лет, как предполагает исследователь, стоит ждать существенного прогресса в применении молекулярных машин для химического синтеза.
Шмиттель предполагает, что обменивающиеся информацией нанопереключатели можно рассматривать как предварительную стадию создания молекулярной робототехники. Он добавляет, что развитие архитектуры таких систем с сохранением уже найденной концепции позволит найти способы контроля и других химических реакций.
Источник: Angew. Chemie, Int. Ed., 2012, DOI: 10.1002/anie.201108089
Источник: http://www.chemport.ru
16.03.2012 14:09 | |
|
