Суббота, 11 Июль 2020

Ученые впервые увидели и пощупали водородную связь между молекулами



Ученые впервые увидели и  пощупали  водородную связь между молекулами

13 Мая 2017

МОСКВА, 13 мая. Физики впервые смогли детально оглядеть водородную связь между двумя молекулами и точно измерить силу, что поможет ученым в раскрытии тайн устройства белков и молекул ДНК, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

Водород, состоящий из всего одного протона и электрона, является самым небольшим и распространенным атомом во Вселенной. Водород столь же важен и для радиохимии и физики, но до настоящего времени мы не могли видеть одиночные атомы водорода в молекулах. Получение первых данных по силе водородных связей вскрывает путь для раскрытия трехмерной формы молекул ДНК и полимеров, рассказывают Сигеки Кавай (Shigeki Kawai) из Национального института изучения материалов в Цукубе (Япония) и его коллеги.

Почти все молекулы, существующие во Вселенной, заключаются из атомов, связанных тремя путями – посредством прочных ковалентных или ионных связей, основанных на обобществлении или экспроприации электронов между двумя атомами, и слабых водородных связей.

Водородные связи, настающие между молекулами воды, объясняют высокую температуру кипения и высокую вязкость воды, а также необычные свойства белков, молекул ДНК и других кирпичиков жизни. Ученые достаточно давно знают примерную силу этих связей, однако их точное значение так и не было измерено из-за того, что электронные микротекстилы крайне плохо видят атомы водорода в молекулах.

Кавай и его коллеги разрешили эту проблему, модифицировав нажимало атомно-силового микроскопа таким образом, что водород начинает формировать ассоциации не только с изучаемыми молекулами, но и с самим микроскопом.

Сердцем атомно-силового микроскопа является ультратонкая игла из металла и присоединенная к ней упругая пластинка, которая вибрирует при движении зонда по образцу материала. Эти колебания преобразуются в картинку при помощи лазера, угол отображения луча которого меняется в зависимости от силы вибраций.

В 2012 не один месяцу Кавай и швейцарские физики впервые смогли увидеть связи между атомами углерода в молекулах ароматических углеводородов, покрыв иглу микроскопа замечательным газом, чьи молекулы, как выяснили ученые, бывальщины особенно чувствительны к искажениям, которые возникают в результате самоотталкивания наконечника электронами, образующими ассоциации между атомами.

Экспериментируя с подобными иглами, авторы статьи открыли, что они могут фиксировать появление водородной связи между ними и особо устроенными ароматическими углеводородами, часть атомов водорода в которых смотрит строго вверх. В таком случае жало микротекстила будет взаимодействовать со строго одним атомом водорода, что допускает четко видеть формирование связи и точно измерять ее силу.

Для проведения подобных экспериментов ученые собрали молекулы, состоящие из нескольких углеводородистых колец и хвостов и похожие по форме на логотип Мерседес-Бенц, пропеллер и звезду с тремя лучами. Ощупывая эти хвосты при помощи жала микротекстила, физики смогли впервые запечатлеть водородные связи, понять, как они отличаются от ковалентных связей, измерить их бездну – около 40 пиконьютонов, триллионных долей ньютона, и понять, на каком расстоянии они работают – примерно 300 пикометров.

В целом, все эти значения полностью соответствует теоретическим предсказаниям и говорят о том, что в их формировании не замешаны силы электростатического притяжения или неизвестная нам форма ионных связей. Как рассчитывает Кавай, открытие его команды проложит дорогу для получения первых атомных фотографий ДНК и важнейших белков, и последующего обнаружения их тайн.


Редактор рубрики


Место события на карте мира:










комментарии (0)


Вы можете оставить комментарии от своего имени, через соц. сервисы



Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

Полеты возобновлены: из Владивостока вылетел самолет до Симферополя - Россия 24




Популярное на сегодня

Автоматизированная система анализа заголовков новостей с поиском популярных слов.
Автоматизированная система анализа заголовков новостей
Данные обновляются каждые полчаса.

Эмоции на сегодня

Анализ эмоциональной составляющей новостей.
Анализ эмоциональной составляющей новостей .

Данные обновляются каждые полчаса.

Страны и города

Соотношение количества новостей из разных точек Земли за сутки.
Соотношение количества новостей из разных точек Земли .

Данные обновляются каждые полчаса.

Валюты

Рейтинг валют участвующих в новостях.
Рейтинг валют участвующих в новостях .

Данные обновляются каждые полчаса.





Комментарии к новостям

[23 Мая 2020, 21:30] Александр Семёнов Диагноз никто не подтвердил, кроме знатоков из СМИ. ...

[17 Апреля 2020, 12:09] mkozhin91 Ура! Ждем поскорее тесты, проверяемся и выходим уже с этого карантина ...

[30 Сентября 2018, 15:16] Alexander Санация идет по плану. Интересно, кто станет новым владельцем? ...

[5 Сентября 2018, 20:43] Larisa "С жалобами на подземные толчки". Забавно)) ...

[27 Мая 2018, 04:50] Irina Ошибка: До 2014 года только в Паттайе, по данным таиландских властей, бредили более 60 тысяч россиян. ...

[26 Мая 2018, 02:52] evgen69th Здесь есть нацеленный обман, т.к. "аналогов которому в России до сих пор не существовало" - это откровенная ложь. Уже 17-й сезон существует Байкальский проект - https://baikalproject.com - который является первопроходцем образовательной ...

[29 Апреля 2018, 17:49] Denis Точно Шмаков говорит, не допустят депутаты такого "равноправия" с обычными людьми. Подзажрались уже, даже если раньше были рабочими. пять лет в думе и бронзовеют. Хотя, было бы прикольно посмотреть, как они ...

Новости шоу-бизнеса

Путин поздравил актрису Елену Камбурову с 80-летием

Путин поздравил актрису Елену Камбурову с 80-летием

МОСКВА, 11 июля Президент России Владимир Путин поздравил певицу и актрису, народную артистку России Елену Камбурову с 80-летием, отметив, что ее самобытный талант позволил заслужить любовь рецензентов поэзии и музыки, пожелание опубликовано на сайте Кремля. Президент также пожелал артистке здоровья и благополучия. Елена … Прочитать