分子马达有了开关—— 造出了世界上最小的、可开关的马达

2002

您

所在的位置：三思→三思科学报道

分子马达有了开关
造出了世界上最小的、可开关的马达

November 1, 2002 　　

OURSCI NEWS STAFF -- Walsh

开与关：由锌来完成
© GettyImages

　　〖上海〗科学家对一种天然的分子机械进行重新设计，造出了世界上最小的带开关的马达。它就像一个小电风扇，可以打开或者关掉，尺寸只有14纳米¹。

　　这项成果使得科学家朝制造单分子机械装置的方面又迈进了一步。这种微型装置以用在电子电路中，也可以用于精密的细胞手术，或者用来收集太阳能。

　　化学家在尝试从头开始制造分子马达的过程中遇到了很多困难。许多研究人员便设法从活细胞的“工具箱”中借用一些现成的部件，例如对分子进行分流的蛋白质。

　　两年前，加州大学洛杉矶分校的Carlo Montemagno的研究小组利用一种叫做ATP（三磷酸腺苷）合酶的马达蛋白质驱动了一个超微螺旋推进器。这种蛋白质有一个轮子状的旋转头，位于嵌在细胞膜中的一个旋转轴上。当旋转头转动时，这种酶会把一种叫做ADP（二磷酸腺苷）的分子转换成ATP。ATP是细胞的主要燃料。

　　研究人员将ATP合酶分子附着到金属表面上，这样旋转头会固定不动，而转轴发生转动。他们在旋转轴上装了一根镍杆，当蛋白质燃烧ATP时，镍杆就会像螺旋推进器一样转动。

　　该小组在10月31日出版的英国《自然》杂志上报告说，他们已经找到了一种停止和起动这种马达的方法。研究人员给蛋白质添加了一种化学基团，该基因可以俘获溶液中的锌离子。蛋白质吸收了锌之后会变形，导致旋转轴不能再转动，马达停止。反过来，使用一种对锌的亲合力更强的分子，将ATP合酶中的锌剥离后，马达就可以再次起动。这样，反复添加锌和与锌结合的分子，就可以把ATP合酶马达反复关闭或者打开。

　　References:

　　1. Liu, H. et al. Control of a biomolecular motor-powered nanodevice with an engineered chemical switch. Nature Materials, Advanced Online Publication doi:10.1038/nmat761, (2002). |Article|

　　2. Molecular wheel gets a brake, Nature Science Update |Story|

给编辑来信 | 三思科学论坛 | 关闭窗口

本文相关信息：
收录时间：2002.11.01
作者：
来源：三思编译

其它相关阅读：

相关网站：
Nature