分子結
編輯在化學中,分子結是一種機械互鎖的分子結構,類似于宏觀結。在DNA、RNA和蛋白質等有機分子中發現了自然形成的分子結。盡管人們認為打結在打結的生物分子的結構、穩定性和功能中發揮作用,但不確定自然發生的結在進化上是否對核酸或蛋白質有利。分子中自然形成結的機制,以及通過結來穩定或改善分子的機制是模棱兩可的。分子結的研究涉及天然存在的和化學合成的分子結的形成和應用。術語knotane是由V?gtle等人創造的。2000年用輪烷和鏈烷類比來描述分子結,它們是其他機械互鎖的分子結構。該術語尚未被化學家廣泛采用,也未被IUPAC采用。
天然存在的分子結
編輯含有結的有機分子可能屬于活結或假結的類別。它們不被視為數學結,因為它們不是閉合曲線,而是存在于其他線性鏈中的結,末端在每一端。打結的蛋白質被認為在其三級結構折疊過程中形成分子結,打結的核酸通常在基因組復制和轉錄過程中形成分子結,盡管打結機制的細節仍然存在爭議和模棱兩可。分子模擬是研究分子打結機制的基礎。Liu等人首先發現了打結的DNA。1981年,在單鏈環狀細菌DNA中,雖然發現雙鏈環狀DNA也會形成結。自然打結的RNA尚未見報道。化學合成的分子結已經報道了幾種合成分子結。已發現結自然存在于打結的分子中,但尚未成功合成。小分子復合結也尚未合成。人工DNA、RNA和蛋白質結已成功合成。DNA是一種特別有用的合成結合成模型,因為該結構自然形成互鎖結構,并且可以很容易地操縱形成結,從而精確控制形成結所需的散開。分子結通常在關鍵金屬離子配體的幫助下合成。
分子結的歷史
編輯1977年,xxx個提出蛋白質中存在分子結的研究人員是JaneRichardson,她報告說,碳酸酐酶B(CAB)在她對各種蛋白質的拓撲行為的調查中表現出明顯的結。然而,研究人員通常將發現xxx個打結蛋白歸因于馬克。L.Mansfield在1994年,因為他是xxx個專門研究蛋白質中結的發生并確認CAB中存在三葉結的人。Liu等人首先發現了打結的DNA。1981年,在單鏈環狀細菌DNA中,雖然發現雙鏈環狀DNA也會形成結。1989年,Sauvage及其同事報道了xxx個合成的打結分子:借助Cu+離子通過雙螺旋復合物合成的三葉草。
沃格特爾等人。是xxx個在2000年將分子結描述為結的人。同樣在2000年,WilliamTaylor創造了另一種計算方法來分析蛋白質結,該方法將末端設置在離分子結類型足夠遠的固定點上可以很好定義。2007年,EricYeates報告了分子活結的鑒定,即當分子包含打結的子鏈時,即使它們的主鏈作為一個整體是未打結的,也不包含完全打結的結構,這些結構很容易被計算模型檢測到。從數學上講,活結很難分析,因為在檢查完整結構時無法識別它們。Ayme等人合成了使用動態共價化學制備的五葉結。2012年,當時是迄今為止制備的最復雜的非DNA分子結。2016年晚些時候,還報道了一種全有機五葉結,包括首次使用分子結來變構調節催化作用。2017年1月,DavidLeigh課題組合成了819結,使819結成為合成最復雜的分子結。結理論的一個重要發展是允許糾纏分子鏈內的鏈內接觸。電路拓撲最近作為一種拓撲框架出現,它將觸點的排列以及折疊線性鏈中的鏈交叉形式化。作為一種補充方法,科林亞當斯。等人,開發了一種奇異結理論,適用于具有分子內相互作用的折疊線性鏈。
分子結的應用
編輯許多合成分子結具有獨特的球狀形狀和尺寸,使其成為納米技術中的潛在構件。
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