新的生物衍生金属有机骨架模仿DNA

材料科学领域已经变得热衷于“金属 - 有机骨架”(MOF)，由与有机配体连接的金属离子组成的多功能化合物，从而形成一维，二维或三维结构。现在有一个不断增长的MOF应用清单，包括分离石化产品，从重金属和氟化物阴离子中排出水，以及从中回收氢或甚至是金。

但最近，科学家们开始制造MOF，由通常构成生物分子的构件组成，例如蛋白质的氨基酸或DNA的核酸。除了传统的MOF在化学催化中的应用外，这些生物衍生的MOF还可以用作难以分离和用其他方法研究的复杂生物分子的模型。

现在，EPFL Valais Wallis的一个化学工程师团队合成了一种新的生物衍生MOF，可以用作“纳米反应器” - 一个可以发生微小的，不可接近的反应的地方。在Kyriakos Stylianou的带领下，来自Berend Smit和Lyndon Emsley实验室的科学家用腺嘌呤分子构建并分析了新的MOF，腺嘌呤分子是构成DNA和RNA的四个核碱基之一。

其原因是模仿DNA的功能，其中之一包括腺嘌呤与另一种核碱基胸腺嘧啶之间的氢键相互作用。这是形成DNA双螺旋的关键步骤，但它也有助于细胞内DNA和RNA的整体折叠。

研究他们的新MOF，研究人员发现胸腺嘧啶分子在其毛孔内扩散。模拟这种扩散，他们发现胸腺嘧啶分子与MOF's腔上的腺嘌呤分子氢键结合，这意味着它成功地模仿了DNA上发生的事情。

“腺嘌呤分子作为结构导向剂和'锁定'胸腺嘧啶分子在我们的MOF腔内的特定位置，”Kyriakos Stylianou说。因此，研究人员利用这种锁定方式照亮了胸腺嘧啶负载的MOF - 一种催化化学反应的方法。

因此，胸腺嘧啶分子可以二聚成二胸腺嘧啶产品，科学家们可以将其分离出来 - 这是一个巨大的优势，因为二胸腺嘧啶与皮肤癌有关，现在可以很容易地进行分离和研究。

“总体而言，我们的研究强调了生物衍生MOF作为纳米反应器通过特定相互作用捕获生物分子，并将其转化为其他分子的实用性，”Stylianou说。

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