Jyväskylän yliopiston kemistit ovat kehittäneet uudenlaisen luokan synteettisiä molekyylejä, jotka pystyvät sitomaan vedessä esiintyvää sulfaattia ennennäkemättömän tehokkaasti.
Jyväskyläläistutkimus osoittaa, että lähinnä kemiallisina erikoisuuksina pidettyjä kietoutuneita rakenteita voidaan hyödyntää käytännön sovelluksissa, kuten vedenpuhdistuksessa, kemikaalien havaitsemisessa ja ympäristöseurannassa.
Sulfaatin sitominen vesiympäristöissä on vaikeaa, sillä se pysyy mieluummin vesimolekyylien ympäröimänä kuin kiinnittyy synteettisiin reseptoreihin. Vain harvat keinotekoiset järjestelmät kykenevät kunnolla tunnistamaan sulfaatin vedestä.
Jyväskyläläisten kehittämät uudet molekyylireseptorit kuitenkin sitovat sulfaattia puhtaassa vedessä yli tuhat kertaa paremmin kuin useimmat nykyreseptorit.
”Kehittämiemme reseptorien suorituskyky on verrattavissa luonnollisten proteiinien sitoutumiskohtiin, jotka pystyvät sitomaan ympäristöstään jopa hyvin pieniä sulfaattipitoisuuksia”, sanoo apulaisprofessori Fabien Cougnon.
Salaisuutena Solomon-solmu
Sulfaatin nappaamisen mahdollistavat Solomon-solmuiksi kutsutut rakenteet.
Solomon-molekyylit koostuvat kahdesta renkaasta, jotka ovat kytkeytyneet tiiviisti toisiinsa ja lisäksi kietoutuneet useita kertoja toistensa ympärille.
Mekaaninen kytkentä muodostaa rakenteeltaan selkeän mutta joustavan ontelon, jonka sisällä olevat positiivisesti varautuneet alueet ja vetysidoksia muodostavat ryhmät toimivat yhdessä sulfaatti-ionien sitomiseksi.
Solomonin muoto on Cougnonin mukaan luonnostaan sulfaatille sopiva.
”Koska rakenne on ennalta järjestäytynyt, molekyyli tarvitsee vain hyvin vähän energiaa mukautuakseen onkaloon sitoutumisen aikana. Tämä on tärkein syy sen poikkeuksellisen korkealle suorituskyvylle.”
Tutkimus on julkaistu Chem-lehdessä.
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla arvontaan!
