Новые детали механизма распознавания у молекул: подробности

Международная группа ученых из института Макса Планка в Штутгарте, института Фраунгофера во Фрейбурге и Лондонского Королевского колледжа исследовала процесс взаимодействия двух молекул дифенилаланина с помощью сканирующего туннельного микроскопа. В ходе исследования ученым удалось выяснить, какие явления лежат в основе механизма распознавания молекулами друг друга, которое является начальным этапом взаимодействия молекул.

Тело человека состоит из 10²⁷ молекул, которые имеют около ста тысяч различных форм и назначений. Взаимодействие между молекулами обеспечивает протекание основных жизненных процессов в организме – движение, работу органов чувств и иммунной системы и т. д.

Исследователи показали, что важную роль в распознавании молекул играет их хиральность – свойство молекул быть несовместимыми со своим зеркальным отражением. С помощью туннельного микроскопа ученые обнаружили, что молекулы, имеющие одинаковую хиральность, объединялись друг с другом, образовывая сложные комплексы, а молекулы с разными хиральностями не могли образовывать стабильных соединений, сообщается в пресс-релизе института Макса Планка.

По мнению ученых, одним из наиболее ярких примеров хирального распознавания является рукопожатие. Человек никогда не сможет пожать левой рукой правую руку другого человека, как бы не располагались их руки в пространстве. Однако для рукопожатия не достаточно двух "одноименных" рук, необходимо также надлежащим образом согнуть ладонь, придавая ей наиболее удобную для рукопожатия форму.

На основании численной модели, разработанной специалистами из Лондонского королевского колледжа, ученые обнаружили, что при взаимодействии молекулы также индуцируют взаимные конформационные изменения друг в друге.

Полученные выводы важны не только для понимания вопроса, почему аминокислоты имеют исключительно хиральную L-форму, а сахара, которые входят в состав ДНК, D-форму. Результаты проведенных исследований могут также оказаться полезными для понимания и управления процессом синтеза сложных материалов.