Химиками Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова совместно с датскими коллегами изобретен молекулярный роторный двигатель на основе модифицированного хромофора светочувствительного родопсина. Статья об исследовании была опубликована в журнале Американского химического общества.
Согласно полученным результатам, исследователями сделан акцент на световом облучении. Благодаря вращению фрагмента молекулы вокруг двойной межуглеродной связи, двигатель меняет конформацию, что позволяет осуществлять сверхбыстрый поворот на 360 градусов за два шага.
Известно, что родопсины относятся к большому семейству фоточувствительных мембранных молекул. Родопсины I типа служат бактериям в качестве световых сенсоров и участвуют в транспорте ионов, а родопсины II типа являются рецепторами, важными для функции зрения почти у всех наземных позвоночных и некоторых рыб. Хотя их функции несколько отличаются, структура одинакова – мембранопроницаемый белок опсин из семи спиралей и связанный с ним хромофор ретиналь. Последний присоединяется к белку через “мостик” N=C, и получается так называемое основание Шиффа.
“Такие природные системы, а точнее их синтетические аналоги, могут стать основой молекулярных машин – соединений, способных преобразовывать энергию, например, поглощенных фотонов, в механическую работу. Например, под воздействием света основание Шиффа ретиналя меняет свою геометрическую конфигурацию, или фотоизомеризуется, переходя из цис- в транс-форму. Это вращение, которое происходит очень быстро, высокоспецифично и имеет большой квантовый выход, то есть высокую эффективность или КПД. В природе параметры такого процесса обусловлены белковым окружением, но в искусственных системах его бывает трудно воспроизвести. В нашей работе мы продемонстрировали, как можно обойтись без белков”, — рассказывает один из исследователей Адиль Кабылда.
По словам Анастасии Боченковой, доцента кафедры химии МГУ, такой молекулярный дизайн может быть полезен в различных наномедицинских приложениях.
