Определена структура октамера серина
Октамер серина называют «магическим» веществом, поскольку его химическая структура представляет собой один из невероятно устойчивых кластеров. Структура вещества состоит из 8 аминокислот, имеющих идентичную хиральность. Долгое время она оставалась неопределённой, так как не было возможности проводить полноценные исследования процессов синтеза гомохиральных полимеров. Тем временем, серин представляет собой одну из наиболее важных и часто встречающихся аминокислот в составах белков. Благодаря его способности образовывать устойчивые кластеры, то есть кластеры октамерной формы (протонированные), вещество способно на быстрое испарение. Остающиеся после этого процесса восемь молекул аминокислот внутри кластера — гомохиральные, этим и объясняется подобная устойчивость серина, которая может лечь в основу создания гомохиральных природных полимеров.
Чтобы определить структуру октамера серина, ученые провели цепь экспериментов, состоящих в испарении ионов октамера. Всё проводилось в условиях очень низких температур, было использовано аналитическое оборудование. Так, на основе инфракрасной спектроскопии и гелиевых меток ученым удалось выделить спектрометрический сигнал в результате облучения объекта и последующего отсоединения гелия от исследуемого комплекса вещества. В результате этих действий изменилась масса кластера, после чего произошло образование октамеров серина. Чтобы понять, действительно ли это та самая структура, которую учёные так тщательно искали, пришлось рассчитывать наименьшую энергию, которую приобрёл получившийся в ходе экспериментов кластер. Ученые выделили несколько вариаций, отличающихся по структуре друг от друга энергетически на 3,3 килокалории на моль. Рассматривая их в инфракрасной области, ученые сравнили экспериментальные и теоретические спектры получившихся структур октамерных кластеров. Затем была совершена замена молекул серина на молекулы цистеина, в результате чего ученые отметили резкое снижение устойчивости комплекса.
Таким образом, изученная структура подтвердила все экспериментальные данные и предварительные теоретические расчеты. Предполагается, что подобное открытие поможет в будущем при изучении синтеза гомохиральных соединений, поскольку это одна из самых устойчивых структур водородных связей. А так как серин используется для получения искусственного белка, открытие его октамерной структуры послужит поистине революционным исследованиям в данной области в будущем.
