Молекулярная машина , Nanite или наномашина [1] представляет собой молекулярный компонент , который производит квази-механические движения (выход) в ответ на специфические стимулы (вход). [2] [3] В клеточной биологии , высокомолекулярные машины часто выполняют задачи , необходимые для жизни, такие как репликация ДНК и синтез АТФ . Выражение чаще всего применяется к молекулам, которые просто имитируют функции, возникающие на макроскопическом уровне. Этот термин также распространен в нанотехнологиях, где был предложен ряд очень сложных молекулярных машин, нацеленных на созданиемолекулярный ассемблер . [4] [5]
В течение последних нескольких десятилетий как химики, так и физики пытались с разной степенью успеха миниатюризировать машины, существующие в макроскопическом мире. Молекулярные машины находятся в авангарде исследований клеточной биологии. Нобелевская премия по химии 2016 г. была присуждена Жан-Пьеру Соважу , сэру Дж. Фрейзеру Стоддарту и Бернарду Л. Феринге за разработку и синтез молекулярных машин. [6] [7]
Типы
Молекулярные машины можно разделить на две большие категории; искусственные и биологические. В общем, искусственные молекулярные машины (АММ) относятся к молекулам, которые искусственно конструируются и синтезируются, тогда как биологические молекулярные машины обычно встречаются в природе и эволюционировали в свои формы после абиогенеза на Земле. [8]
Искусственный
Химики синтезировали большое количество искусственных молекулярных машин (АММ), которые довольно просты и малы по сравнению с биологическими молекулярными машинами. [8] Первый молекулярный шаттл AMM был синтезирован сэром Дж. Фрейзером Стоддартом . [9] молекулярное шаттл является ротаксан молекулы , где кольцо механически сблокированы на оси с двумя громоздких пробками. Кольцо может перемещаться между двумя сайтами связывания с различными стимулами, такими как свет, pH, растворители и ионы. [10] Как отмечали авторы этого документа JACS 1991 года : «Поскольку становится возможным управлять движением одного молекулярного компонента по отношению к другому в [2] ротаксане, технология для создания молекулярных машин появится», механически взаимосвязанные молекулярные архитектуры возглавили разработку и синтез AMM, поскольку они обеспечивают направленное движение молекул. [11] Сегодня существует большое количество AMM, перечисленных ниже.
Молекулярные моторы
Молекулярные двигатели - это молекулы, которые способны к направленному вращательному движению вокруг одинарной или двойной связи. [12] [13] [14] [15] Роторные двигатели с одинарной связью [16] обычно активируются химическими реакциями, тогда как роторные двигатели с двойной связью [17] обычно работают от света. Скорость вращения двигателя также можно настроить с помощью тщательного молекулярного дизайна. [18] Также были произведены наномоторы из углеродных нанотрубок . [19]
Молекулярный пропеллер
Молекулярные пропеллеры представляют собой молекулу , которая может приводить в движение жидкости при вращении, благодаря своей специальной форме, которая разработана по аналогии с макроскопическими пропеллерами. [20] [21] Он имеет несколько лезвий молекулярного масштаба, прикрепленных под определенным углом наклона по окружности вала наноразмеров. См. Также молекулярный гироскоп .
Молекулярный переключатель
Молекулярное переключатель представляет собой молекулу , которая может быть обратимо сдвинуты между двумя или более устойчивыми состояниями. [22] Молекулы могут переключаться между состояниями в ответ на изменения pH, света ( фотопереключатель ), температуры, электрического тока, микросреды или присутствия лиганда. [22] [23] [24]
Молекулярный челнок
Молекулярное шаттл представляет собой молекулу , способную челночного молекул или ионов из одного места в другое. [25] Обычный молекулярный челнок состоит из ротаксана, макроцикл которого может перемещаться между двумя участками или станциями вдоль позвоночника гантели. [25] [9] [26]
Нанокар
Нанокары - это одномолекулярные транспортные средства, которые напоминают макроскопические автомобили и важны для понимания того, как контролировать молекулярную диффузию на поверхностях. Первые наномашины были синтезированы Джеймсом М. Туром в 2005 году. У них было H-образное шасси и 4 молекулярных колеса ( фуллерена ), прикрепленных к четырем углам. [27] В 2011 году Бен Феринга и его сотрудники синтезировали первый моторизованный нанокар с молекулярными двигателями, прикрепленными к шасси в качестве вращающихся колес. [28] Авторам удалось продемонстрировать направленное движение наноавтомобиля по поверхности меди, подавая энергию от наконечника сканирующего туннельного микроскопа. Позже, в 2017 году, в Тулузе прошла первая в мире гонка на нанокарах .
Молекулярный баланс
Молекулярный баланс [29] [30] - это молекула, которая может взаимодействовать между двумя и более конформационными или конфигурационными состояниями в ответ на динамику множества внутри- и межмолекулярных движущих сил, таких как водородная связь , сольвофобные / гидрофобные эффекты, [31] π-взаимодействия , [32], стерические и дисперсионные взаимодействия. [33] Молекулярный баланс может состоять из небольших молекул или макромолекул, таких как белки. Кооперативно свернутые белки, например, использовались в качестве молекулярного баланса для измерения энергии взаимодействия и конформационных склонностей. [34]
Молекулярный пинцет
Молекулярный пинцет - это молекула-хозяин, способная удерживать предметы между двумя руками. [35] Открытая полость молекулярного пинцета связывает предметы с помощью нековалентных связей, включая водородные связи, координацию металлов, гидрофобные силы, силы Ван-дер-Ваальса , π-взаимодействия или электростатические эффекты. [36] Сообщалось о примерах молекулярных пинцетов, которые сконструированы из ДНК и считаются ДНК-машинами . [37]
Молекулярный датчик
Молекулярный датчик представляет собой молекулу , которая взаимодействует с анализируемым веществом для получения выявляемого изменения. [38] [39] Молекулярные сенсоры сочетают молекулярное распознавание с некоторой формой репортера, поэтому присутствие объекта можно наблюдать.
Молекулярный логический вентиль
Молекулярный логический элемент представляет собой молекулу , которая выполняет логическую операцию на одном или несколько логических входах и производит единственный логический выход. [40] [41] В отличие от молекулярного датчика, молекулярный логический вентиль будет выводить данные только при наличии определенной комбинации входов.
Молекулярный ассемблер
Молекулярная Ассемблер представляет собой молекулярная машина способна направлять химические реакции пути позиционирования реактивных молекул с точностью. [42] [43] [44] [45] [46]
Молекулярный шарнир
Молекулярный шарнир - это молекула, которую можно выборочно переключать с одной конфигурации на другую обратимым образом. [47] Такие конфигурации должны иметь различимую геометрию; например, азобензола группы в линейной молекулы могут подвергаться цис - транс - изомеризации [48] при облучении ультрафиолетовым светом, вызывая обратимый переход к изогнутой или V-образной конфигурации. [49] [50] [51] [52] Молекулярные шарниры обычно вращаются кривошипно вокруг жесткой оси, такой как двойная связь или ароматическое кольцо. [53] Однако также были синтезированы макроциклические молекулярные шарниры с механизмами, более похожими на зажим . [54] [55] [56]
Биологические
Самые сложные макромолекулярные механизмы находятся внутри клеток, часто в форме мультибелковых комплексов . [57] Важные примеры биологических машин включают моторные белки, такие как миозин , который отвечает за сокращение мышц , кинезин , который перемещает груз внутри клеток от ядра по микротрубочкам , и динеин , который перемещает груз внутри клеток к ядру и производит аксонемное биение подвижных ресничек и жгутиков . «[В результате] [подвижная ресничка] представляет собой наномашину, состоящую из, возможно, более 600 белков в молекулярных комплексах, многие из которых также функционируют независимо как наномашины ... Гибкие линкеры позволяют связанным ими мобильным белковым доменам рекрутировать их связывание. партнеры и вызывают аллостерию на большие расстояния через динамику белковых доменов ». [1] За производство энергии отвечают другие биологические машины, например АТФ-синтаза, которая использует энергию протонных градиентов через мембраны, чтобы управлять турбинным движением, используемым для синтеза АТФ , энергетической валюты клетки. [58] За экспрессию генов отвечают другие машины , в том числе ДНК-полимеразы для репликации ДНК, РНК-полимеразы для производства мРНК , сплайсосомы для удаления интронов и рибосомы для синтеза белков . Эти машины и их наноразмерная динамика намного сложнее любых молекулярных машин, которые до сих пор были созданы искусственно. [59]
Эти биологические машины могут найти применение в наномедицине . Например, [60] их можно использовать для идентификации и уничтожения раковых клеток. [61] [62] Молекулярная нанотехнология является спекулятивным подполе нанотехнологий относительно возможности инженерных молекулярных сборщиков , биологические машины , которые могли бы изменить порядок независимо от того , на молекулярном или атомном уровне. Наномедицина будет использовать этих нанороботов , введенных в организм, для восстановления или обнаружения повреждений и инфекций. Молекулярная нанотехнология в высшей степени теоретическая, она стремится предвидеть, какие изобретения могут принести нанотехнологии, и предложить повестку дня для будущих исследований. Предлагаемые элементы молекулярной нанотехнологии, такие как молекулярные ассемблеры и нанороботы, намного превосходят существующие возможности. [63] [64]
Исследовать
Создание более сложных молекулярных машин - активная область теоретических и экспериментальных исследований. Был разработан ряд молекул, таких как молекулярные пропеллеры, хотя экспериментальные исследования этих молекул затруднены из-за отсутствия методов создания этих молекул. [65] В этом контексте теоретическое моделирование может быть чрезвычайно полезным [66] для понимания процессов самосборки / разборки ротаксанов, что важно для создания молекулярных машин с легким двигателем. [67] Эти знания на молекулярном уровне могут способствовать реализации все более сложных, универсальных и эффективных молекулярных машин для областей нанотехнологии, включая молекулярные ассемблеры.
Хотя в настоящее время это невозможно, некоторые потенциальные применения молекулярных машин включают транспортировку на молекулярном уровне, манипулирование наноструктурами и химическими системами, обработку твердотельной информации высокой плотности и молекулярное протезирование. [68] Прежде чем молекулярные машины можно будет использовать на практике, необходимо преодолеть многие фундаментальные проблемы, такие как автономная работа, сложность машин, стабильность в синтезе машин и рабочие условия. [8]
Рекомендации
- ^ a b Сатир, Питер; Сорен Т. Кристенсен (26 марта 2008 г.). «Строение и функции ресничек млекопитающих» . Гистохимия и клеточная биология . 129 (6): 687–93. DOI : 10.1007 / s00418-008-0416-9 . PMC 2386530 . PMID 18365235 . 1432-119Х.
- ^ Баллардини Р., Бальзани В., Креди А, Гандольфи М. Т., Вентури М. (2001). «Машины искусственного молекулярного уровня: какая энергия заставит их работать?» . В соотв. Chem. Res. 34 (6): 445–455. DOI : 10.1021 / ar000170g . PMID 11412081 .
- ^ Апраамян I (март 2020 г.). «Будущее молекулярных машин» . АСУ Центральная Наука . 6 (3): 347–358. DOI : 10.1021 / acscentsci.0c00064 . PMC 7099591 . PMID 32232135 .
- ^ Дрекслер, К.Е. (июль 1991 г.). «Молекулярные направления в нанотехнологиях». Нанотехнологии . 2 (3): 113–118. Bibcode : 1991Nanot ... 2..113D . DOI : 10.1088 / 0957-4484 / 2/3/002 . ISSN 0957-4484 .
- ^ «Полная перезагрузка страницы» .
- ^ Персонал (5 октября 2016 г.). «Нобелевская премия по химии 2016» . Нобелевский фонд . Проверено 5 октября +2016 .
- ^ Чанг, Кеннет; Чан, Сьюэлл (5 октября 2016 г.). «Три производителя самых маленьких машин в мире удостоены Нобелевской премии по химии» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 5 октября +2016 .
- ^ а б в Эрбас-Чакмак, Сундус; Leigh, David A .; МакТернан, Чарли Т .; Нуссбаумер, Алина Л. (2015). «Искусственные молекулярные машины» . Химические обзоры . 115 (18): 10081–10206. DOI : 10.1021 / acs.chemrev.5b00146 . PMC 4585175 . PMID 26346838 .
- ^ а б Анелли, Пьер Лучио; Спенсер, Нил; Стоддарт, Дж. Фрейзер (июнь 1991 г.). «Молекулярный шаттл» . Журнал Американского химического общества . 113 (13): 5131–5133. DOI : 10.1021 / ja00013a096 . PMID 27715028 .
- ^ Bruns, Carson J .; Стоддарт, Дж. Фрейзер (30 мая 2014 г.). «Молекулярные мышцы на основе ротаксана». Счета химических исследований . 47 (7): 2186–2199. DOI : 10.1021 / ar500138u . PMID 24877992 .
- ^ Kay, Euan R .; Ли, Дэвид А. (24 августа 2015 г.). «Восстание молекулярных машин» . Angewandte Chemie International Edition . 54 (35): 10080–10088. DOI : 10.1002 / anie.201503375 . PMC 4557038 . PMID 26219251 .
- ^ Флетчер, Стивен П .; Думюр, Фредерик; Поллард, Майкл М .; Феринга, Бен Л. (2005-10-07). «Реверсивный однонаправленный молекулярный роторный двигатель, управляемый химической энергией» . Наука . 310 (5745): 80–82. Bibcode : 2005Sci ... 310 ... 80F . DOI : 10.1126 / science.1117090 . ЛВП : 11370 / 50a4c59b-e2fd-413b-a58f-bd37494432e9 . ISSN 0036-8075 . PMID 16210531 . S2CID 28174183 .
- ^ Перера, УГЭ; Ample, F .; Kersell, H .; Zhang, Y .; Vives, G .; Echeverria, J .; Grisolia, M .; Rapenne, G .; Иоахим, К. (январь 2013 г.). «Управляемое вращение молекулярного двигателя по часовой стрелке и против часовой стрелки». Природа Нанотехнологии . 8 (1): 46–51. Bibcode : 2013NatNa ... 8 ... 46P . DOI : 10.1038 / nnano.2012.218 . ISSN 1748-3395 . PMID 23263725 .
- ^ Шлива, Манфред; Вельке, Гюнтер (17 апреля 2003 г.). «Молекулярные моторы». Природа . 422 (6933): 759–765. Bibcode : 2003Natur.422..759S . DOI : 10,1038 / природа01601 . PMID 12700770 . S2CID 4418203 .
- ^ ван Делден, Ричард А .; Wiel, Matthijs KJ ter; Поллард, Майкл М .; Викарио, Хавьер; Комура, Нагатоши; Феринга, Бен Л. (октябрь 2005 г.). «Однонаправленный молекулярный мотор на золотой поверхности» (PDF) . Природа . 437 (7063): 1337–1340. Bibcode : 2005Natur.437.1337V . DOI : 10,1038 / природа04127 . ISSN 1476-4687 . PMID 16251960 . S2CID 4416787 .
- ^ Келли, Т. Росс; Де Силва, Харшани; Сильва, Ричард А. (9 сентября 1999 г.). «Однонаправленное вращательное движение в молекулярной системе». Природа . 401 (6749): 150–152. Bibcode : 1999Natur.401..150K . DOI : 10.1038 / 43639 . PMID 10490021 . S2CID 4351615 .
- ^ Комура, Нагатоши; Zijlstra, Роберт WJ; ван Делден, Ричард А .; Харада, Нобуюки; Феринга, Бен Л. (9 сентября 1999 г.). "Световой однонаправленный молекулярный ротор" (PDF) . Природа . 401 (6749): 152–155. Bibcode : 1999Natur.401..152K . DOI : 10.1038 / 43646 . ЛВП : 11370 / d8399fe7-11be-4282-8cd0-7c0adf42c96f . PMID 10490022 . S2CID 4412610 .
- ^ Викарио, Хавьер; Меетсма, Ауке; Феринга, Бен Л. (2005). «Управление скоростью вращения в молекулярных двигателях. Резкое ускорение вращательного движения путем структурной модификации» . Химические коммуникации . 116 (47): 5910–2. DOI : 10.1039 / B507264F . PMID 16317472 .
- ^ Феннимор, AM; Юзвинский, ТД; Хан, Вэй-Цян; Фюрер, MS; Cumings, J .; Зеттл, А. (24 июля 2003 г.). «Вращательные приводы на основе углеродных нанотрубок». Природа . 424 (6947): 408–410. Bibcode : 2003Natur.424..408F . DOI : 10,1038 / природа01823 . PMID 12879064 . S2CID 2200106 .
- ^ Симпсон, Кристофер Д .; Маттерштайг, Гюнтер; Мартин, Кай; Гергель, Лилета; Bauer, Roland E .; Редер, Ханс Иоахим; Мюллен, Клаус (март 2004 г.). «Наноразмерные молекулярные пропеллеры путем циклодегидрирования полифениленовых дендримеров». Журнал Американского химического общества . 126 (10): 3139–3147. DOI : 10.1021 / ja036732j . PMID 15012144 .
- ^ Ван, Боян; Крал, Петр (2007). «Химически настраиваемые наноразмерные пропеллеры жидкостей». Письма с физическим обзором . 98 (26): 266102. Bibcode : 2007PhRvL..98z6102W . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.98.266102 . PMID 17678108 .
- ^ а б Feringa, Ben L .; ван Делден, Ричард А .; Комура, Нагатоши; Герцема, Эдзард М. (май 2000 г.). "Хироптические молекулярные переключатели" (PDF) . Химические обзоры . 100 (5): 1789–1816. DOI : 10.1021 / cr9900228 . PMID 11777421 .
- ^ Книп, Питер С .; Томпсон, Сэм; Гамильтон, Эндрю Д. (2015). «Ион-опосредованные конформационные переключатели» . Химическая наука . 6 (3): 1630–1639. DOI : 10.1039 / C4SC03525A . PMC 5482205 . PMID 28694943 .
- ^ Казем-Ростами, Масуд; Моганян, Амирхоссейн (2017). «Производные основания Хюнлиха в виде светочувствительных петель в форме Λ» . Границы органической химии . 4 (2): 224–228. DOI : 10.1039 / C6QO00653A .
- ^ а б Бисселл, Ричард А; Кордова, Эмилио; Kaifer, Angel E .; Стоддарт, Дж. Фрейзер (12 мая 1994 г.). «Химически и электрохимически переключаемый молекулярный челнок». Природа . 369 (6476): 133–137. Bibcode : 1994Natur.369..133B . DOI : 10.1038 / 369133a0 . S2CID 44926804 .
- ^ Chatterjee, Manashi N .; Kay, Euan R .; Ли, Дэвид А. (2006-03-01). «Помимо переключателей: ускорение энергетического подъема частицы с помощью компартментализованной молекулярной машины». Журнал Американского химического общества . 128 (12): 4058–4073. DOI : 10.1021 / ja057664z . ISSN 0002-7863 . PMID 16551115 .
- ^ Шираи, Ясухиро; Осгуд, Эндрю Дж .; Чжао, Юйминь; Келли, Кевин Ф .; Тур, Джеймс М. (ноябрь 2005 г.). «Направленное управление в одномолекулярных наноавтомобилях с тепловым приводом». Нано-буквы . 5 (11): 2330–2334. Bibcode : 2005NanoL ... 5.2330S . DOI : 10.1021 / nl051915k . PMID 16277478 .
- ^ Кудернац, Тибор; Руангсупапичат, Ноппорн; Паршау, Манфред; Maciá, Beatriz; Катсонис, Натали; Арутюнян, Сюзанна Р .; Эрнст, Карл-Хайнц; Феринга, Бен Л. (10 ноября 2011 г.). «Направленное движение четырехколесной молекулы по металлической поверхности с электрическим приводом». Природа . 479 (7372): 208–211. Bibcode : 2011Natur.479..208K . DOI : 10,1038 / природа10587 . PMID 22071765 . S2CID 6175720 .
- ^ Paliwal, S .; Geib, S .; Уилкокс, CS (1994-05-01). "Молекулярный торсионный баланс для слабых сил молекулярного распознавания. Влияние ароматических взаимодействий" Tilted-T "между гранями на конформационный отбор и твердотельную структуру". Журнал Американского химического общества . 116 (10): 4497–4498. DOI : 10.1021 / ja00089a057 . ISSN 0002-7863 .
- ^ Мати, Юлия К .; Кокрофт, Скотт Л. (2010-10-19). «Молекулярные балансы для количественной оценки нековалентных взаимодействий» (PDF) . Обзоры химического общества . 39 (11): 4195–205. DOI : 10.1039 / B822665M . ISSN 1460-4744 . PMID 20844782 .
- ^ Ян, Ликсу; Адам, Екатерина; Кокрофт, Скотт Л. (2015-08-19). «Количественная оценка сольвофобных эффектов в неполярных когезионных взаимодействиях» . Журнал Американского химического общества . 137 (32): 10084–10087. DOI : 10.1021 / jacs.5b05736 . ЛВП : 20.500.11820 / 604343eb-04aa-4d90-82d2-0998898400d2 . ISSN 0002-7863 . PMID 26159869 .
- ^ Ли, Пинг; Чжао, Чен; Смит, Марк Д .; Симидзу, Кен Д. (07.06.2013). «Комплексное экспериментальное исследование N-гетероциклических π-стекинг-взаимодействий нейтральных и катионных пиридинов». Журнал органической химии . 78 (11): 5303–5313. DOI : 10.1021 / jo400370e . ISSN 0022-3263 . PMID 23675885 .
- ^ Хван, Чжонвун; Ли, Пинг; Смит, Марк Д .; Симидзу, Кен Д. (04.07.2016). «Дистанционно-зависимые притягивающие и отталкивающие взаимодействия объемных алкильных групп» . Angewandte Chemie International Edition . 55 (28): 8086–8089. DOI : 10.1002 / anie.201602752 . ISSN 1521-3773 . PMID 27159670 .
- ^ Ardejani, Maziar S .; Пауэрс, Эван Т .; Келли, Джеффри В. (2017-08-15). «Использование кооперативно свернутых пептидов для измерения энергии взаимодействия и конформационных склонностей» . Счета химических исследований . 50 (8): 1875–1882. DOI : 10.1021 / acs.accounts.7b00195 . ISSN 0001-4842 . PMC 5584629 . PMID 28723063 .
- ^ Чен, CW; Whitlock, HW (июль 1978 г.). «Молекулярный пинцет: простая модель бифункциональной интеркаляции». Журнал Американского химического общества . 100 (15): 4921–4922. DOI : 10.1021 / ja00483a063 .
- ^ Кларнер, Франк-Геррит; Калерт, Бьорн (декабрь 2003 г.). «Молекулярный пинцет и зажимы как синтетические рецепторы. Молекулярное распознавание и динамика в комплексах рецептор-субстрат». Счета химических исследований . 36 (12): 919–932. DOI : 10.1021 / ar0200448 . PMID 14674783 .
- ^ Юрке, Бернард; Турберфилд, Эндрю Дж .; Mills, Allen P .; Зиммель, Фридрих С .; Нойман, Дженнифер Л. (10 августа 2000 г.). «Молекулярная машина на основе ДНК, сделанная из ДНК». Природа . 406 (6796): 605–608. Bibcode : 2000Natur.406..605Y . DOI : 10.1038 / 35020524 . PMID 10949296 . S2CID 2064216 .
- ^ Кавальканти А., Ширинзаде Б., Фрейтас-младший Р.А., Хогг Т. (2008). «Архитектура нанороботов для идентификации медицинских целей». Нанотехнологии . 19 (1): 015103 (15 п.п.). Bibcode : 2008Nanot..19a5103C . DOI : 10.1088 / 0957-4484 / 19/01/015103 .
- ^ Ву, Ди; Sedgwick, Adam C .; Гуннлаугссон, Торфиннур; Akkaya, Engin U .; Юн, Чжуён; Джеймс, Тони Д. (2017). «Флуоресцентные хемосенсоры: прошлое, настоящее и будущее» . Обзоры химического общества . 46 (23): 7105–7123. DOI : 10.1039 / C7CS00240H . hdl : 11693/38177 . PMID 29019488 .
- ^ Прасанна де Сильва, А .; МакКленаган, Натан Д. (апрель 2000 г.). «Доказательство принципа арифметики молекулярного масштаба». Журнал Американского химического общества . 122 (16): 3965–3966. DOI : 10.1021 / ja994080m .
- ^ Магри, Дэвид С .; Браун, Гарет Дж .; Макклин, Гарет Д.; де Сильва, А. Прасанна (апрель 2006 г.). «Коммуникационная химическая конгрегация: молекулярные и логические ворота с тремя химическими входами как прототип« лаборатории на молекуле »». Журнал Американского химического общества . 128 (15): 4950–4951. DOI : 10.1021 / ja058295 + . PMID 16608318 .
- ^ Левандовски, Бартош; Де Бо, Гийом ; Уорд, Джон В .; Папмейер, Маркус; Кущель, Соня; Альдегунде, Мария Дж .; Грамлих, Филипп М.Э .; Хекманн, Доминик; Голдуп, Стивен М. (11 января 2013 г.). «Последовательный синтез пептидов с помощью искусственной машины с небольшими молекулами». Наука . 339 (6116): 189–193. Bibcode : 2013Sci ... 339..189L . DOI : 10.1126 / science.1229753 . ISSN 0036-8075 . PMID 23307739 . S2CID 206544961 .
- ^ Де Бо, Гийом ; Кущель, Соня; Leigh, David A .; Левандовски, Бартош; Папмейер, Маркус; Уорд, Джон В. (2014-04-16). «Эффективная сборка резьбовых молекулярных машин для последовательного синтеза» . Журнал Американского химического общества . 136 (15): 5811–5814. DOI : 10.1021 / ja5022415 . ISSN 0002-7863 . PMID 24678971 .
- ^ Де Бо, Гийом ; Галл, Малкольм AY; Китчинг, Мэтью О .; Кущель, Соня; Leigh, David A .; Тетлоу, Дэниел Дж .; Уорд, Джон В. (2017-08-09). «Последовательно-специфический синтез β-пептидов с помощью молекулярной машины на основе ротаксана» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 139 (31): 10875–10879. DOI : 10.1021 / jacs.7b05850 . ISSN 0002-7863 . PMID 28723130 .
- ^ Кассем, Сальма; Ли, Алан Т.Л .; Leigh, David A .; Маркос, Ванеса; Палмер, Леони I .; Пизано, Симоне (сентябрь 2017 г.). «Стереодивергентный синтез с помощью программируемой молекулярной машины» . Природа . 549 (7672): 374–378. Bibcode : 2017Natur.549..374K . DOI : 10.1038 / nature23677 . ISSN 1476-4687 . PMID 28933436 . S2CID 205259758 .
- ^ Де Бо, Гийом ; Галл, Малкольм AY; Кущель, Соня; Зима, Жюльен Де; Жербо, Паскаль; Ли, Дэвид А. (2018-04-02). «Искусственная молекулярная машина, которая строит асимметричный катализатор» . Природа Нанотехнологии . 13 (5): 381–385. Bibcode : 2018NatNa..13..381D . DOI : 10.1038 / s41565-018-0105-3 . ISSN 1748-3395 . PMID 29610529 . S2CID 4624041 .
- ^ Kay, Euan R .; Leigh, David A .; Зербетто, Франческо (январь 2007 г.). «Синтетические молекулярные двигатели и механические машины». Angewandte Chemie International Edition . 46 (1–2): 72–191. DOI : 10.1002 / anie.200504313 .
- ^ Бандара, Х. М. Дхаммика; Бёрдетт, Шон С. (2012). «Фотоизомеризация в разных классах азобензолов». Chem. Soc. Ред . 41 (5): 1809–1825. DOI : 10.1039 / c1cs15179g .
- ^ Ван, Цзин; Цзян, Цянь; Хао, Синтянь; Ян, Хунчао; Пэн, Хайянь; Сюн, Бицзинь; Ляо, Юнгуй; Се, Сяолинь (2020). «Обратимые светочувствительные переходы гель-золь устойчивых органогелей на основе азобензолсодержащего жидкокристаллического полимера основной цепи» . RSC Advances . 10 (7): 3726–3733. DOI : 10.1039 / C9RA10161F .
- ^ Хада, Масаки; Ямагути, Дайсуке; Исикава, Тадахико; Сава, Такаяоши; Цурута, Кендзи; Исикава, Кен; Кошихара, Шин-я; Хаяси, Ясухико; Като, Такаши (13 сентября 2019 г.). «Сверхбыстрые кооперативные движения, вызванные изомеризацией, к более высокой молекулярной ориентации в смектических жидкокристаллических молекулах азобензола» . Nature Communications . 10 (1): 4159. DOI : 10.1038 / s41467-019-12116-6 . ISSN 2041-1723 .
- ^ Гарсиа-Аморос, Хауме; Рейг, Марта; Куадрадо, Альба; Ортега, Марио; Нонелл, Санти; Веласко, Долорес (2014). «Фотопереключаемое бис-азо производное с высоким временным разрешением». Chem. Commun . 50 (78): 11462–11464. DOI : 10.1039 / C4CC05331A .
- ^ Казем-Ростами, Масуд (2017). «Дизайн и синтез Ʌ-образных фоторежимов с использованием базового каркаса Трегера». Синтез . 49 (6): 1214–1222. DOI : 10,1055 / с-0036-1588913 .
- ^ Кассем, Сальма; ван Леувен, Томас; Lubbe, Anouk S .; Wilson, Miriam R .; Feringa, Ben L .; Ли, Дэвид А. (2017). «Искусственные молекулярные моторы». Обзоры химического общества . 46 (9): 2592–2621. DOI : 10.1039 / C7CS00245A .
- ^ Джонс, Кристофер Д.; Кершоу Кук, Лоуренс Дж .; Маркес-Гамес, Дэвид; Лузянин, Константин В .; Стид, Джонатан В .; Слейтер, Анна Г. (7 мая 2021 г.). «Высокопроизводительный проточный синтез макроциклического молекулярного шарнира» . Журнал Американского химического общества . DOI : 10.1021 / jacs.1c02891 . ISSN 0002-7863 .
- ^ Деспра, Гийом; Хайн, Джулия; Яешке, Свен Оле (10 августа 2017 г.). «Фотоуправление молекулярной формой: синтез и фотохимическая оценка макроциклов гликоазобензола». Химия - европейский журнал . 23 (45): 10838–10847. DOI : 10.1002 / chem.201701232 .
- ^ Нагамани, С. Анита; Нориканэ, Ясуо; Тамаоки, Нобуюки (ноябрь 2005 г.). "Фотоиндуцированное шарнирное движение молекул: исследования циклических димеров азобензола на основе ксантена". Журнал органической химии . 70 (23): 9304–9313. DOI : 10.1021 / jo0513616 .
- ^ Дональд, Воет (2011). Биохимия . Воет, Джудит Г. (4-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Джон Уайли и сыновья. ISBN 9780470570951. OCLC 690489261 .
- ^ Кинбара, Казуши; Аида, Такудзо (01.04.2005). «К интеллектуальным молекулярным машинам: направленные движения биологических и искусственных молекул и сборок». Химические обзоры . 105 (4): 1377–1400. DOI : 10.1021 / cr030071r . ISSN 0009-2665 . PMID 15826015 .
- ^ Bu Z, Callaway DJ (2011). «Белки ДВИГАЮТСЯ! Динамика белков и дальняя аллостерия в передаче сигналов клетки» . Структура белка и заболевания . Достижения в химии белков и структурной биологии. 83 . С. 163–221. DOI : 10.1016 / B978-0-12-381262-9.00005-7 . ISBN 9780123812629. PMID 21570668 .
- ^ Амруте-Наяк, М .; Diensthuber, RP; Steffen, W .; Kathmann, D .; Hartmann, FK; Федоров, Р .; Urbanke, C .; Манштейн, диджей; Brenner, B .; Циавалиарис, Г. (2010). «Целенаправленная оптимизация белковой наномашины для работы в биогибридных устройствах». Angewandte Chemie . 122 (2): 322–326. DOI : 10.1002 / ange.200905200 . PMID 19921669 .
- ^ Патель, GM; Патель, GC; Патель, РБ; Патель, Дж. К.; Патель, М. (2006). «Наноробот: универсальный инструмент в наномедицине». Журнал нацеливания на лекарства . 14 (2): 63–7. DOI : 10.1080 / 10611860600612862 . PMID 16608733 . S2CID 25551052 .
- ^ Balasubramanian, S .; Каган, Д .; Джек Ху, CM; Campuzano, S .; Лобо-Кастаньон, штат Мэриленд; Lim, N .; Канг, Д.Ю.; Циммерман, М .; Zhang, L .; Ван, Дж. (2011). «Микромашинный захват и изоляция раковых клеток в сложных средах» . Angewandte Chemie International Edition . 50 (18): 4161–4164. DOI : 10.1002 / anie.201100115 . PMC 3119711 . PMID 21472835 .
- ^ Фрейтас, Роберт А. Младший; Хавуккала, Илкка (2005). «Текущее состояние наномедицины и медицинской нанороботики» (PDF) . Журнал вычислительной и теоретической нанонауки . 2 (4): 471. Bibcode : 2005JCTN .... 2..471K . DOI : 10,1166 / jctn.2005.001 .
- ^ Сотрудничество с нанофабриками
- ^ Голестанян, Рамин; Ливерпуль, Tanniemola B .; Аждари, Арман (10.06.2005). «Движение молекулярной машины за счет асимметричного распределения продуктов реакции». Письма с физическим обзором . 94 (22): 220801. arXiv : cond-mat / 0701169 . Bibcode : 2005PhRvL..94v0801G . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.94.220801 . PMID 16090376 . S2CID 18989399 .
- ^ Дрекслер, К. Эрик (1999-01-01). «Построение молекулярных машинных систем» . Тенденции в биотехнологии . 17 (1): 5–7. DOI : 10.1016 / S0167-7799 (98) 01278-5 . ISSN 0167-7799 .
- ^ Tabacchi, G .; Silvi, S .; Вентури, М .; Credi, A .; Фойс, Э. (2016). "Детектирование фотоактивной азобензол-содержащей молекулярной оси из краун-эфирного кольца: вычислительное исследование". ХимФисХим . 17 (12): 1913–1919. DOI : 10.1002 / cphc.201501160 . PMID 26918775 .
- ^ Coskun, Али; Банасзак, Михал; Астумян, Р. Дин; Стоддарт, Дж. Фрейзер; Гжибовски, Бартош А. (05.12.2011). «Большие надежды: смогут ли искусственные молекулярные машины оправдать свои обещания?». Chem. Soc. Ред . 41 (1): 19–30. DOI : 10.1039 / c1cs15262a . ISSN 1460-4744 . PMID 22116531 .