"우리의 희망 원자 수준에 물자의 기계공을 이해해서 그것, 우리 1 일에 능력 있을 것이다 창조한다 새로운 물자의 종합을 지시할 원칙을,"는 말했다 Markus Buehler, 일에 지도 연구원 교수를이다.
종이에서는 Nano 편지의 2월 13일 온라인 문제점에서 간행했다, 구조상 단백질에 있는 짧은 beta 물가의 더미를 함께 묶는 3개 4개의 수소 결합의 송이는 연속적으로 보다는 오히려 동시에 파열한ㄴ다는 것을 설명하는 원자에게 만들을 어떻게 사용한지 Buehler와 기계적인 긴장의 밑에 둘 때 대학원 학생 Sinan Keten는 기술한다. 이것은 그것의 beta 물가에는 단지 하나나 둘개의 유대가 있던 경우에 단백질이 보다는 힘을 더 저항하는 것을 허용한다. 이상한 일이지만, 많은 수소 결합을 가진 beta 물가 보다는 또한 에너지가 더 작은 송이에 의하여 오래 저항한다.
"단백질 건축에 있는 단지 하나나 둘개의 수소 결합만 사용하는 것은 아니오를 제공한다 또는 유대가 아주 약하기 성남 없이 거의 끊기 때문에, 약간의 기계적인 저항은" 시민과 환경 기술설계의 부에 있는 Buehler, Esther 및 Harold E. Edgerton 조교수를 밝혔다. "그러나 3개 4개를 사용하는 것은 실제로 많은 금속의 그것을 초과하는 저항에 지도한다 접착시킨다. 4개 유대를 사용하여 다량 감소된 저항에 지도한다. 힘은 3개 4개의 유대에 확대된다."
이의 동시 파열을 관찰한 후에 그들의 원자 가장에 있는 단백질 내의 송이, Buehler를 수소 접착시키거든 Keten는, 많은 수소 결합을 가진 긴 물가에서 조차 왜 유대가 작은 송이에서 끊는지 알고 싶었다. 그들은 열역학 법칙 이 현상을 설명하기 위하여 이용했다. Nano 편지에 있는 서류는 외력이 체계에 있는 entropic 에너지를 어떻게 바꾸는지 기술하고 수소 결합의 파열에 지도한다. 단백질 분자에 있는 전개 과정을 개시하게 에너지를 산출해서, 그들은 더 긴 물가에 있는 수소 결합을 더 추가하는 그것을 증가하지 않을 것입니다 물자의 힘을 설명했다.
"당신은 단순히 집합의 힘에 공헌하지 않는 게으른 유대를 가진 beta 물가의 이 긴사슬이," 말했다 Keten를 있을 것입니다. "그러나 3개 4개의 수소 결합에 의해 접히고 연결된 많은 짧은 beta 물가를 채택하는 물자는 강철 보다는 더 중대한 힘을 전시할지도 모른다. 금속에서는, 에너지는 금속 결합에게 불린 매우 더 강한 유대에서 유대가 하나씩 차례로 파열할 때까지, 직접 저장될 것입니다. 단백질에서는, 것은 수소 결합의 사슬 그리고 협력적인 본질 국수 같이의 entropic 신축성 더 복잡한 때문이."
구조상 단백질은 고풍 리본 사탕과 같이 보인다 그런 방법으로 beta 장, 접히는 단면도의 우세를 포함한다; 단파 또는 물가는 다만 적당한 길이 서로, 각각의 위에 3개 4개의 수소 결합이 단면도에 그것을 위에 그리고 아래에 연결하는 것을 허용하도록 겹쳐 쌓이는 것처럼 보인다.
짧은 물가 길이를 가진 beta 장은 3에 의하여 연결했다 또는 4개의 수소 결합은 단백질 데이터 은행에 있는 단백질 구조에 실험적인 proteomics 자료에 따라 근육 조직을, 함유하는 그들을 포함하여 모든 beta 구축한 단백질 중 일반적인 구조, 이다.
장 2 가장 널리 퍼진 단백질의 하나인 beta의 사이에서 일반적인 기하학적인 윤곽의 이 상호 관계는 단백질의 힘이 그것의 물리적 설계의 뒤에 중요한 진화 원동력다는 것을 안으로 실존 건의한다 구축한다. 연구원은 알파 나선형 구조상 단백질에 있는 유사한 작은 송이에 있는 동일한 행동, 다른 가장 널리 퍼진 단백질을 관찰하고, 그러나 아직 그 집합을 상세히 공부하지 않았다.
다른 손에서, 강철 같이 합성 물질에는 금속 결합의 더 강한 접착제에 의해 결합된 아주 다른 크리스탈 구조가 있다. 강철과 다른 합성 물질이 조밀하, 그리고 그러므로 무거운 경향이 있기 때문에, 제조와 수송에 있는 많은 에너지를 소모한다.
"금속 매우 더 강하 매우 더 중대한 힘이 끊을 것을 요구하는 유대로,"는 말했다 Buehler를 형성된다. "그러나, 금속의 구조의 크리스탈 격자는 완벽하다 결코 없다; 그것은 효과적으로 물자의 힘을 확실히 과감하게 감소시키는 결점을 포함한다. 당신이 금속에 짐을 둘 때, 결점은 실패한 경우가 있어, 전파하는 가능하게 균열이 원인이 된. 단백질의 beta 장에서는, 수소 결합 송이의 좁은 본질은 물자의 힘 손상 없이 에너지를 낭비하는 것을 돕는다. 이것은 보여준다 자연적인 물자의 굉장한 재간 그리고 효율성을."
이 연구는 샌디에고 Supercomputing 센터에서 MIT 대통령 졸업생 친교, 육군 연구 사무실, 국립 과학 재단 경력 포상, Solomon Buchsbaum AT&T 연구 기금 및 교부금에 의해 지원되었다 (SDSC).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
