光响应分子马达缠绕成螺旋状

荷兰的研究人员使用了一种控制双链“螺旋体”手性的光敏分子马达．这种马达模仿了自然界使用某些酶来解开DNA等螺旋结构的方式。

螺旋是一种多金属配合物，其中两个有机配体围绕金属中心和彼此编织，形成双螺旋结构——类似于在DNA中观察到的著名结构。1987年，Jean-Marie Lehn首次发现了它们，谁获得过诺贝尔奖同年，唐纳德·克拉姆和查尔斯·佩德森因在超分子化学领域的开创性工作而获奖。

近30年前，由另一位诺贝尔奖得主领导的科学家团队对螺旋体进行了最初的研究，本Feringa格罗宁根大学(Groningen University)的一名研究人员对Lehn的系统进行了改造，制造了一种新型的分子机器。

该团队可以通过在系统上盖上分子马达(一种纳米级机器)来指示两个配体在双核铜配合物中相互缠绕的方向费林加获得了2016年诺贝尔奖与弗雷泽·斯托达特(Fraser Stoddart)和让-皮埃尔·索维奇(Jean-Pierre Sauvage)一起。费林加解释说:“我们的想法是用我们的分子马达作为一个多状态开关。”“因为它经历了一个旋转循环，我们可以研究具有不同手性的不同状态。”

转子连接到两个低聚吡啶配体的末端，最终形成螺旋链。当加入铜时，系统自组装成一个有利的手性结构的螺旋结构。当这个系统被光和热处理时，马达旋转，导致螺旋解开，最终变成相反的对映体。螺旋分子系统(包括某些抗生素和催化剂)的手性通常对它们执行生物或化学功能的方式至关重要。

马库斯·阿尔布雷特德国亚琛工业大学的超分子化学家，赞扬了“螺旋体立体化学开关的独特例子”，并补充说，这项研究可以为新的“化学反应性控制系统，分子识别，甚至具有特殊的机械性能”铺平道路。

伯特梅耶尔他也在荷兰埃因霍温理工大学从事超分子系统的研究，他同样对这种新型旋转电机支架印象深刻。他将这项工作描述为“2016年诺贝尔化学奖颁发给分子机器设计和合成的一个美丽的例证”，他补充说，“在[费林加]小组的每一个新贡献中，他们都用非常创新和原创的设计更接近于模仿自然分子机器”。

展望未来，Feringa说该系统可以用于设计新的选择性催化剂。他说:“具有一定手性的金属配合物可以充当手性催化剂。”“通过使用外部刺激，我们可能能够改变催化剂的结构，从而改变产物的结果。”