Вторник, 22 Июнь 2021

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

Путин на съезде «Единой России». Антиковидные зоны в ресторанах Москвы. Турция открывается




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

[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг? ...

[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут и ...

[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва. Обычные ...

[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)) ...

Новости шоу-бизнеса

Евгений Миронов: зрителям наскучили прямые решения, им хочется глубины

Евгений Миронов: зрителям наскучили прямые решения, им хочется глубины

— Евгений, скоро выходит новый сериал Пробуждение, где вы исполнили главную роль. Хочется вас с этим приветствовать. Хотя проектов у вас очень много, наверное, каждый из них – явление?— Для меня – да, потому, что все роли очень разные. Честно … Прочитать