Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Air membentuk 'penghidratan tulang belakang' di sekeliling DNA, penemuan kumpulan

Anonim

Air merupakan sumber semula jadi yang paling banyak di bumi, tetapi ia juga merupakan misteri kerana ciri-ciri solvensi yang unik - iaitu, bagaimana segala sesuatu dapat diselesaikan di dalamnya.

iklan


"Ia secara unik disesuaikan dengan biologi, dan sebaliknya, " kata Poul Petersen, penolong profesor kimia dan biologi kimia di Cornell University. "Ia sangat fleksibel. Ia menghilangkan tenaga dan menginteraksi interaksi, dan itu menjadi lebih dikenali dalam sistem biologi."

Bagaimana air berkaitan dengan dan berinteraksi dengan sistem seperti DNA, blok bangunan semua makhluk hidup - amat penting, dan kumpulan Petersen telah menggunakan bentuk spektroskopi yang agak baru untuk memerhatikan ciri air yang tidak diketahui sebelumnya.

"Spiral penghidratan kiral DNA, " yang diterbitkan pada 24 Mei di jurnal American Chemical Society, Central Science, melaporkan pemerhatian pertama suatu superstruktur air kiral mengelilingi biomolekul. Dalam kes ini, struktur air menyusuli struktur helical ikonik yang bersifat kiral, yang mana ia sendiri adalah kiral, yang bermaksud ia tidak boleh dimajukan pada imej cerminnya. Chirality adalah faktor utama dalam biologi, kerana kebanyakan biomolekul dan farmaseutikal adalah kiral.

"Jika anda mahu memahami kereaktifan dan biologi, maka itu bukan hanya air sendiri, " kata Petersen. "Anda ingin memahami air di sekeliling benda, dan bagaimana ia berinteraksi dengan benda-benda itu, dan terutamanya dengan biologi, anda ingin memahami bagaimana ia berfungsi di sekitar bahan biologi - seperti protein dan DNA."

Air memainkan peranan utama dalam struktur dan fungsi DNA, dan kulit penghidratannya menjadi subjek kajian yang banyak. Simulasi dinamik molekul telah menunjukkan pelbagai tingkah laku struktur air dalam alur kecil DNA, kawasan di mana tulang belakang helical helical rapat bersama.

Kerja kumpulan ini menggunakan spectroscopy generasi frekuensi kiral (SFG), teknik Petersen terperinci dalam makalah 2015 dalam Journal of Physical Chemistry. SFG adalah kaedah optik bukan linear di mana dua pancaran foton - satu inframerah dan satu kelihatan - berinteraksi dengan sampel, menghasilkan suatu pancaran SFG yang mengandungi jumlah frekuensi dua rasuk, atau tenaga. Dalam kes ini, sampel itu merupakan helai DNA yang dikaitkan dengan prisma bersalut silikon.

Manipulasi lebih banyak balok dan pengiraan membuktikan kewujudan struktur supir air kiral mengelilingi DNA.

Sebagai tambahan kepada kebiasaan mengamati template struktur air kiral oleh biomolekul, kiral SFG menyediakan cara langsung untuk memeriksa air dalam biologi.

"Teknik yang kami usahakan menyediakan satu cara baru untuk mengkaji penghidratan DNA, serta struktur kiral supramolekul lain, " kata Petersen.

Kumpulan ini mengakui bahawa kaitan biologi mereka adalah tidak jelas, tetapi Petersen berpendapat keupayaan untuk secara langsung memeriksa air dan perilakunya dalam sistem biologi adalah penting.

"Sudah tentu, jurutera kimia yang mereka bentuk sistem biomimetik dan melihat biologi dan cuba mencari aplikasi seperti penapisan air akan mengambil berat tentang ini, " katanya.

Satu lagi aplikasi, kata Petersen, boleh menjadi bahan anti-biofouling yang lebih baik, yang tahan kepada pengumpulan mikroorganisma, alga dan sejenisnya pada permukaan basah.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Cornell University . Asal ditulis oleh Tom Fleischman. Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. M. Luke McDermott, Heather Vanselous, Steven A. Corcelli, Poul B. Petersen. Chiral Spiral Hydration DNA . Pusat Sains ACS, 2017; DOI: 10.1021 / acscentsci.7b00100