ทั่วไป

นักวิจัยพัฒนาแผ่นใยที่ดูดซับมลพิษทางเคมี


นักวิจัยจาก UC Berkeley และ Northwestern University ได้สร้างพรมที่สามารถดูดซับมลพิษได้อย่างแท้จริง สารนี้สามารถ "เก็บโปรตีนบางชนิดไว้ใช้งานภายนอกเซลล์"

การค้นพบนี้ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการวิจัยระบบสิ่งมีชีวิตซึ่งล้มเหลวในการรวมโปรตีนเข้ากับส่วนประกอบสังเคราะห์เป็นเวลาหลายปี งานวิจัยล่าสุดนี้แสดงให้เห็นถึงวิธีการใหม่ที่ไม่เหมือนใครที่สามารถให้โปรตีนทำงานนอกสภาพแวดล้อมดั้งเดิมได้

วิธีการใหม่นี้มีการใช้งานในเขตสงครามหรือพื้นที่ปนเปื้อนซึ่งสามารถให้ปฏิกิริยาทางชีวเคมีตามความต้องการ “ เราคิดว่าเราได้ถอดรหัสรหัสเพื่อเชื่อมโยงระบบธรรมชาติและระบบสังเคราะห์” ผู้เขียนการศึกษาและศาสตราจารย์ Ting Xu ของ UC Berkeley กล่าว

โดยทั่วไปโปรตีนมักจะจุกจิกและไม่ตอบสนองต่อการถูกกำจัดออกจากสภาพแวดล้อมดั้งเดิม เพื่อให้ทำงานได้ดีโปรตีนมักจะต้องอยู่ในรูปแบบที่เฉพาะเจาะจงมากท่าทางการทำงานเหล่านี้มักได้รับความช่วยเหลือจากโปรตีนอื่น ๆ

เพื่อทดลองและทำซ้ำเงื่อนไขเฉพาะเหล่านี้ห้องปฏิบัติการได้วิเคราะห์ลำดับโปรตีนและพื้นผิวที่เกิดซ้ำเพื่อพยายามหาวิธีสร้างโพลีเมอร์สังเคราะห์ที่จะสามารถให้ทุกสิ่งที่โปรตีนเฉพาะต้องการเพื่อให้ทำงานได้ต่อไป

“ โปรตีนมีรูปแบบทางสถิติที่กำหนดไว้เป็นอย่างดีดังนั้นหากคุณสามารถเลียนแบบรูปแบบนั้นได้คุณก็สามารถแต่งงานกับระบบสังเคราะห์และธรรมชาติซึ่งทำให้เราสามารถสร้างวัสดุเหล่านี้ได้” Brian Panganiban ผู้เขียนคนแรกของการศึกษากล่าว

ในการทดลองที่ซับซ้อนทีมนักวิจัยได้สร้างเฮเทอโรโพลิเมอร์แบบสุ่ม เฮเทอโรโพลิเมอร์ถูกกำหนดให้เป็น "พอลิเมอร์ที่ได้จากโมโนเมอร์ 2 ชนิดขึ้นไป (แต่มักจะคล้ายกัน)"

ห้องปฏิบัติการตั้งชื่อ Heteropolymers แบบสุ่มเหล่านี้ว่า RHP ซึ่งประกอบด้วยโมโนเมอร์สี่ประเภท หน่วยย่อยโมโนเมอร์ทั้งสี่นี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อโต้ตอบกับพื้นผิวของโปรตีนที่สนใจ

จากนั้น RHP เหล่านี้ได้รับการทดสอบอย่างกว้างขวางเพื่อแสดงให้เห็นว่าสามารถโต้ตอบกับโปรตีนที่เลือกได้ในทางที่ดีและนำไปสู่โปรตีนที่แสดงความเสถียรภายนอกเซลล์ เมื่อกำหนดขั้นตอนต่อไปคือการทดสอบว่า RHP สามารถสร้างวัสดุที่เป็นโปรตีนสำหรับการบำบัดทางชีวภาพของสารเคมีได้หรือไม่

การศึกษาส่วนนี้ได้รับทุนจากกระทรวงกลาโหมของสหรัฐอเมริกาซึ่งให้ความสนใจอย่างมากต่อผลสำเร็จของการวิจัย เพื่อให้การทดสอบเสร็จสมบูรณ์นักวิทยาศาสตร์ได้ผสม RHP กับโปรตีนที่เรียกว่า organophosphorus hydrolase (OPH) ซึ่งมีคุณสมบัติในการย่อยสลายออร์แกนฟอสเฟตที่เป็นพิษที่พบในสารเคมีที่เป็นพิษเช่นยาฆ่าแมลงและสารเคมีในการทำสงคราม

เสื่อไฟเบอร์พิสูจน์ตัวเอง

ชุดค่าผสม RHP / OPH ถูกใช้เพื่อสร้างเสื่อไฟเบอร์ เมื่อเสื่อเหล่านี้สัมผัสกับยาฆ่าแมลงทั่วไปนักวิจัยรู้สึกยินดีที่พบว่าเสื่อสามารถลดสัดส่วนของยาฆ่าแมลงได้สำเร็จ

ภายในไม่กี่นาทีเสื่อสามารถย่อยสลายสารเคมีได้ประมาณหนึ่งในสิบของแผ่นใยทั้งหมด จากการทำงานต่อไปการวิจัยนี้อาจนำไปสู่การพัฒนาเสื่อขนาดใหญ่ที่มีการใช้งานในสงครามเคมีและการทำความสะอาดอันตรายทางชีวภาพ

การศึกษาได้ตีพิมพ์ในวารสาร Science ฉบับเดือนมีนาคม 2018


ดูวิดีโอ: เคม: พนธะเคม สารโคเวเลนตโครงรางตาขาย (มิถุนายน 2021).