Un científico de Dartmouth College y sus colaboradores han creado una proteína artificial que organiza nuevos materiales a nanoescala.

"Este es un estudio de prueba de principio que demuestra que las proteínas pueden usarse como vehículos efectivos para organizar nanomateriales por diseño, "dice el autor principal Gevorg Grigoryan, profesor asistente de informática en Dartmouth. "Si aprendemos a hacer esto de manera más general, el autoensamblaje programable de bloques de construcción moleculares organizados con precisión, esto conducirá a una gama de nuevos materiales hacia una gran cantidad de aplicaciones, de la medicina a la energía ".

El estudio aparece en la revista en Comunicaciones de la naturaleza .

Según la Iniciativa Nacional de Nanotecnología de EE. UU., Los científicos e ingenieros están encontrando una amplia variedad de formas de fabricar deliberadamente materiales a nanoescala, o a nivel atómico y molecular, para aprovechar sus propiedades mejoradas, como una mayor resistencia, peso más ligero, mayor control del espectro de luz y mayor reactividad química que sus contrapartes de mayor escala.

Las proteínas son moléculas "inteligentes", codificado por nuestros genes, que organizan y orquestan esencialmente todos los procesos moleculares en nuestras células. El objetivo del nuevo estudio era crear una proteína artificial que se autoorganizara en un nuevo material:una red atómicamente periódica de moléculas de fullereno de buckminster. El fullereno de Buckminster (buckyball para abreviar) es una molécula con forma de esfera compuesta por 60 átomos de carbono con forma de pelota de fútbol. Las buckybolas tienen una variedad de propiedades inusuales, que han entusiasmado a los científicos durante varias décadas debido a sus posibles aplicaciones. Las buckybolas se utilizan actualmente en nanotecnología debido a su alta resistencia al calor y superconductividad eléctrica. pero la molécula es difícil de organizar de la manera deseada, lo que dificulta su uso en el desarrollo de materiales novedosos.

En su nueva investigación, Grigoryan y sus colegas muestran que su proteína artificial interactúa con buckyball y, de hecho, la organiza en una red. Más lejos, determinaron la estructura tridimensional de esta celosía, que representa la primera vista atomista de un complejo proteína / buckyball.

"Aprender a diseñar el autoensamblaje permitiría la organización precisa de moléculas por diseño para crear materia con propiedades personalizadas, "Dice Grigoryan." En esta investigación, demostramos que las proteínas pueden dirigir el autoensamblaje de buckminsterfullereno en superestructuras ordenadas. Más lejos, emocionante, hemos observado que esta red de proteína / buckyball conduce la electricidad, algo que la red de proteína sola no hace. Por lo tanto, estamos empezando a ver comportamientos materiales emergentes que pueden surgir al combinar las fascinantes propiedades de la buckyball y las habilidades de las proteínas para organizar la materia a escala atómica. Tomados en conjunto, nuestros hallazgos sugieren un nuevo medio de organizar las moléculas de fullereno en una rica variedad de redes para generar nuevas propiedades por diseño ".