Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature, исследователи разработали случайные гетерополимеры (СГП), имитирующие ферменты, что потенциально может произвести революцию в промышленном катализе и разработке лекарств. Команда, вдохновленная активными центрами примерно 1300 металлопротеинов, разработала эти СГП с использованием метода однореакторного синтеза.
Ключевое новшество заключается в способности статистически модулировать химические характеристики сегментов, содержащих важные мономеры, эффективно создавая псевдоактивные центры, которые обеспечивают белковоподобное микроокружение. Этот подход преодолевает ограничения традиционного дизайна полимеров, используя свободу вращения полимерного скелета для достижения однородного поведения на уровне ансамбля, даже при менее точной последовательности мономеров.
"Мы предполагаем, что для полимеров с химией скелета, отличной от химии белков, программирование пространственных и временных проекций боковых цепей на сегментном уровне может быть эффективным для воспроизведения поведения белков", — заявили исследователи в своей статье. Они также отметили, что этот метод смягчает недостатки в специфичности мономерной последовательности, что является общей проблемой в синтетических имитаторах ферментов.
Разработка этих СГП представляет собой значительный шаг вперед в биовдохновленных материалах. В то время как ученые ранее преуспели в воспроизведении первичной, вторичной и третичной структур белков, достижение функциональной имитации оказалось более трудным. Новый подход фокусируется на воссоздании химических, структурных и динамических гетерогенностей, которые необходимы для функционирования белков.
Последствия этого исследования далеко идущие. Ферменты являются важнейшими катализаторами во многих промышленных процессах, от производства фармацевтических препаратов до разложения загрязняющих веществ. Синтетические имитаторы ферментов предлагают потенциал для более надежных и экономически эффективных альтернатив природным ферментам, которые могут быть дорогими в производстве и чувствительными к условиям окружающей среды.
Кроме того, принципы проектирования, использованные в этом исследовании, могут быть применены для создания широкого спектра функциональных материалов с заданными свойствами. Тщательно контролируя состав и расположение мономеров в СГП, исследователи могут точно настраивать их каталитическую активность, селективность и стабильность.
Исследователи подчеркнули важность анализа активных центров металлопротеинов для руководства разработкой СГП. Выявляя ключевые функциональные остатки и их микроокружение, они смогли создать синтетические полимеры, которые эффективно воспроизводят каталитическую активность природных ферментов. Команда ввела ключевые мономеры в качестве эквивалентов функциональных остатков белка и статистически модулировала химические характеристики ключевых сегментов, содержащих мономеры, такие как сегментная гидрофобность.
Следующие шаги для этого исследования включают дальнейшую оптимизацию дизайна СГП и изучение их потенциальных применений в различных областях. Исследователи также заинтересованы в разработке методов на основе ИИ для прогнозирования свойств СГП на основе их мономерного состава и последовательности. Это может ускорить открытие новых и улучшенных имитаторов ферментов для широкого спектра применений.
Multi-Source Journalism
This article synthesizes reporting from multiple credible news sources to provide comprehensive, balanced coverage.
Deep insights powered by AI
Continue exploring
Ой! У "Большой вечеринки Нэшвилла" от CBS случился крупный промах, когда в середине шоу внезапно переключились на случайный эпизод "Мэтлока", заставив поклонников кантри-музыки недоумевать. Неожиданное прерывание заставило зрителей задуматься, не совершили ли они случайное путешествие во времени, доказав, что даже в прямом эфире могут случаться моменты, когда "дело закрыто"!
Мировая K-pop сенсация BTS готовится выпустить свой первый за почти четыре года альбом 20 марта, что знаменует собой значительное возвращение после перерыва на сольную работу и обязательную военную службу. Этот долгожданный релиз демонстрирует продолжающееся влияние группы на музыкальную индустрию и их способность напрямую общаться с фанатами посредством инновационных коммуникационных стратегий.
Новое исследование в журнале *Nature* подчеркивает растущее воздействие на окружающую среду носимой медицинской электроники, прогнозируя 42-кратное увеличение глобального потребления к 2050 году. Исследователи обнаружили, что выбросы и электронные отходы вызывают серьезную обеспокоенность, подчеркивая, что сосредоточение внимания исключительно на пластмассах недостаточно; вместо этого стратегии должны уделять приоритетное внимание замене критически важных металлов и оптимизации схем для большей устойчивости.
Исследователи разработали случайные гетерополимеры (СГП), имитирующие функции ферментов путем стратегического размещения функциональных мономеров для создания микроокружений, подобных белковым. Этот инновационный подход, вдохновленный активными центрами металлопротеинов, позволяет осуществлять катализ в небиологических условиях, демонстрируя значительный шаг к созданию надежных синтетических ферментов с потенциальными применениями в различных областях.
Исследователи создали новый «киральный фермионный клапан», который разделяет электроны на основе их киральности, используя квантовую геометрию топологических зон, устраняя необходимость в магнитных полях. Это инновационное устройство, изготовленное из монокристалла PdGa, пространственно разделяет киральные токи с противоположными орбитальными намагниченностями, демонстрируя квантовую интерференцию и открывая новые возможности для передовых электронных устройств.
Множество новостных источников сообщают об обнаружении удивительно крупного гидротермального поля вблизи Милоса, Греция, демонстрирующего динамичную внутреннюю структуру Земли через кипящие жидкости и яркую микробную жизнь вдоль активных линий разломов. Подробно описанное в *Scientific Reports*, это открытие, сделанное во время экспедиции METEOR M192, подчеркивает важность Милоса как ключевого места для изучения подводной геологической активности и ее потенциального воздействия на морские экосистемы из-за выброса горячих, богатых газом жидкостей.
Исследования показывают, что снижение уровня белка тромбоцитарного фактора 4 способствует старению иммунной системы, вызывая неустойчивое поведение кроветворных стволовых клеток, что повышает риск возрастных заболеваний. Экспертные данные свидетельствуют о том, что восстановление этого белка может омолодить стареющую кровь и иммунные клетки, предлагая потенциальные терапевтические возможности для лечения возрастного снижения иммунитета и связанных с ним проблем со здоровьем.
Ученые NIST подтвердили, что время течет по-разному на Марсе из-за теории относительности: часы тикают быстрее и колеблются в течение марсианского года. Эта разница в микросекунды имеет решающее значение для будущих марсианских миссий, влияя на навигацию, связь и потенциальное развитие межпланетного интернета в масштабах всей Солнечной системы. Понимание и учет этого замедления времени необходимы для точной координации в межпланетных начинаниях.
"Скопление Шампанского", обнаруженное в канун Нового года, демонстрирует впечатляющее столкновение двух скоплений галактик, раскрывая информацию о поведении перегретого газа и распределении галактик в массивной зоне столкновения. Астрономы изучают это редкое событие, чтобы понять, как темная материя взаимодействует во время таких высокоскоростных слияний, что потенциально может открыть новые знания о самом загадочном веществе во Вселенной.
После юридических споров и судебных неудач администрация Трампа прекращает свои попытки развернуть Национальную гвардию в Чикаго, Лос-Анджелесе и Портленде. Эти развертывания, предназначенные для борьбы с преступностью, столкнулись с сопротивлением в судах, что подчеркивает сохраняющуюся напряженность между федеральным правительством и местными властями в городах, возглавляемых демократами, а также поднимает вопросы о пределах исполнительной власти. Юридические баталии отражают более широкие дебаты о федерализме и роли военных в обеспечении правопорядка внутри Соединенных Штатов.
Вооруженные силы США нанесли удары по пяти судам, предположительно занимавшимся контрабандой наркотиков, в течение двух дней, в результате чего погибли восемь человек. По данным Южного командования США, суда двигались в составе конвоя по известным маршрутам незаконного оборота и перевозили наркотики, хотя доказательства не были предоставлены; были начаты поисково-спасательные работы для тех, кто выпрыгнул за борт. Место нанесения ударов не разглашается, но предыдущие операции проводились в Карибском море и восточной части Тихого океана.
Зохран Мамдани был приведен к присяге в качестве первого мэра-мусульманина Нью-Йорка на церемонии, состоявшейся на станции метро City Hall. Стремительный взлет Мамдани от законодателя штата до мэра знаменует собой серьезный сдвиг в политике Нью-Йорка, и запланирована более масштабная публичная церемония, чтобы отпраздновать этот исторический момент.
Discussion
Join the conversation
Be the first to comment