在微观分子间联系的世界里,团结就是力量

“团结就是力量”是人类社会中被滥用最多的格言之一,从古希腊开始,通过法国大革命,一直到现代,这句话得到了大量的验证。几个人分享相同的建议,或者在全球范围内进行相同的项目,得到一个输出,这是一个普遍且被广泛接受的想法,这比他们个人的针对性的简单总和更强大。人类的这种感觉在19世纪后半期研究能量和物质之间的关系时,在科学界得到了一些共鸣th世纪,一个叫热力学的话题。在这种情况下,生物学家特别渴望利用这些成就来合理化几个客人连续固定在一个多位点受体上的现象,这是血红蛋白运输重要的双氧水的起源。他们确实发现,血红蛋白中每个结合位点(即每个血红素)一个双氧分子的连接,总共包含四个血红素,偏离了简单的统计方案。每一次聚会都有力地“鼓励”对即将到来的客人的关注,这种现象通常被称为积极合作。

图1所示。主-客体相互作用导致加合物[LN(M)]和b)内在亲和力随宿主受体长度的函数呈指数下降(M =二氯甲烷中的钇)

在寻找血红蛋白的起源时,著名化学家莱纳斯·鲍林(1954年和1962年两次获得诺贝尔奖)在1935年提到,为了明智地估计多位点宿主的协同性,应该掌握两个关键参数:1)对每个单独位点的精确亲和力;2)受体中不同结合位点的精确拓扑结构。第二点是近半个世纪以来获得依赖于结构的客户间合作的超详细建模的巨大努力的考验,而第一点基本上被抛弃了。在我们的贡献中,我们试图回到Pauling最初的评论,并考虑一个简单的刚性线性分子宿主LN,其中结合位点的数量可以很容易地从N = 1(具有单个位点的宿主称为单体)变化到N = 30(聚合物,图1a)。通过运行滴定和计算所涉及的不同物种的浓度,我们能够精确地估计一个分离的结合位点对金属客体的内在亲和力在加合物中[L]N(M),不管m个来宾之间可能的合作是什么。根据Pauling的警告和直觉,我们观察到一个给定结合位点的内在亲和力随着聚合物长度的变化而变化(图1b),这无需考虑来宾间相互作用或局部组织。负指数依赖性(图1b)表明,从单体(N = 1)到聚合物(N > 2),进入金属的同一结合位点的渴望度突然降低。这一结果使人们对生物学和医学中使用的常用程序产生了怀疑,该程序使用单体的亲和力作为提取多位点受体中经历的协同因子的参考。这种令人惊讶的效应的起源可以追溯到溶剂分子组织在每个单独的位点周围释放的能量,这些能量随着聚合物L的长度逐步减少N增加。现在有了建模的可能性,因此,预测多位点受体中一个结合位点的内在亲和力,Pauling的第一个要求得到了满足,并且在生物学,材料科学和超分子化学中反复出现的令人兴奋的显着变构协同作用可以被批判性地重新评估。

Lucille Babel, Thi Nhu Y Hoang, Laure gusamnsame, cameline Besnard, Tomasz A. Wesolowski, Marie Humbert-Droz和Claude Piguet
日内瓦大学化学系,30 quai E. Ansermet
CH-1211日内瓦4,瑞士

出版

寻找金属聚合物变构协同性的起源。
Babel L, Hoang TN, gusamue L, Besnard C, Wesolowski TA, Humbert-Droz M, Piguet C
2016年6月6日

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