美让拟肽自我组装成纳米绳子

2011-1-20 10:02 来源: 中国科学院
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  据美国物理学家组织网1月18日报道,美国科学家在最新一期的《美国化学学会会刊》上表示,他们“诱导”聚合物自我编织成了束状的纳米绳子,该纳米绳基本达到了生物材料所具有的复杂性和功能,且非常坚固,足以应付受热和干燥等恶劣环境,这是科学家在研制具备天然材料复杂性和功能的自组装纳米材料道路上所取得的最新进展。  

  美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室科学家在研究中使用了受生物启发合成的聚合物拟肽(peptoid)链。拟肽的结构类似于自然界中的肽,自然界使用肽形成蛋白质。不过在这个最新实验中,科学家没有使用拟肽组建蛋白质,而是使用拟肽组建行为与蛋白质类似的合成结构。

  科学家首先合成出这种拟肽片,并对其进行处理,接着将其添加到一种能促进其自我组装的溶液中。这些拟肽首先自我组装成薄片,然后成片堆,接着再卷成双螺旋状,就如一根直径仅为60纳米的绳子。

  该研究的领导者、劳伦斯伯克利国家实验室纳米研究中心生物纳米结构研究所所长罗恩·祖克曼表示:“胶原蛋白等生物材料拥有这种逐层自我组装的特征,但要人工合成这种层级结构非常困难,现在我们做到了。”  

  另外,科学家也能控制这种绳状结构的单个原子,这意味着科学家可以将其当作模板,制造出拥有特定长度和序列的双螺旋,这种“可调谐性”为研制出精准度更高(能更精确地附着在特定分子上)的合成结构奠定了基础。

  祖克曼说:“自然界使用精确的长度和序列制造出功能强大的结构,因此,一个抗体能将一种蛋白与其他蛋白区别开来,我们试图模拟这一点。”

  参与该研究的劳伦斯伯克利国家实验室科学家汉娜·姆勒恩说:“接下来,科学家希望利用能精确控制这一结构序列的事实,弄懂非常小的化学变化是如何改变双螺旋结构的。”

  科学家表示,尽管该研究仍处于初始阶段,但其应用领域非常广泛。这种纳米绳或可被用作支架,引导构建出纳米电线和其他结构;或可被用来研发递送药物的“小汽车”(在分子层面对付疾病)以及分子传感器和类似筛网的设备,将分子和分子隔离开来。