Kirala molekyler definieras som molekyler som inte kan överlagras på sina spegelbilder, ungefär som för vänster och höger människans benstruktur. Det finns många exempel på kirala molekyler i naturen, inklusive proteiner och deoxiribonukleinsyra (DNA). De kirala molekylernas dynamiska processer är mycket viktiga för att förstå deras biologiska aktivitet. Verkligen, proteinaggregation är associerad med många patologiska tillstånd, inklusive Alzheimers sjukdom, som orsakas av uppbyggnaden av beta-amyloidfragment i hjärnan över tid. Således, det är viktigt att förstå och observera sådan (kiral) molekylär aggregering och konformation över tid.

För närvarande tillgängliga alternativ för analys av molekylär konformation inkluderar elektronmikroskopi och kärnmagnetisk resonans (NMR) spektroskopi. Båda metoderna kräver provutvinning under hårda förhållanden, en tidskrävande process som kan skada provets molekylform. Den andra begränsningen till dessa metoder är att det slutliga resultatet endast kommer att ge föreningens konformation vid en specifik tidpunkt.

Denna nya metod innefattar aggregation-förintelse cirkulär dikroism (AACD) och en välstuderad kiral molekyl som kallas 1, 1'-binaptylderivat (BN). Det observerades att CD -signalerna från BN förstördes efter att BN -aggregat bildades, troligen på grund av konformationsändringen av 1, 1'-binaptylgrupp under aggregeringsprocessen.

I deras arbete, fyra BN-baserade kirala molekyler (P-1 respektive P-4) syntetiserades genom enkla Suzuki-kopplingsreaktioner. Polymerer med de "öppna" BN-enheterna visade tydliga tecken på aggregeringsförintad kiral dikroism (AACD). När BN -enheterna var låsta, förintelsen är begränsad. Polymererna löstes först i ett organiskt lösningsmedel, tetrahydrofuran (THF). Det andra steget var att tillsätta vatten, ett dåligt lösningsmedel för polymererna, tillsattes gradvis till lösningen, vilket ledde till aggregerad bildning. CD -spektra för de olika polymererna togs vid olika vattenfraktioner och analyserades. Denna metod gjorde det möjligt för forskare att analysera den molekylära aggregeringsprocessen i realtid.

En molekylär dynamik (MD) simulering av polymererna utfördes i THF och vatten för att ytterligare undersöka sambandet mellan CD -förintelse och konformationsförändring. Denna modell indikerade att öppen P-1 visade en bred fördelning av dihedral vinkel θ men låst P-3 visade en smal fördelning. Från lösning till aggregat, θ i öppna polymerer (P-1 och P-2) blir mer negativ och en del av konformerna slappnar av från cisoid till transoid. Θ i låsta polymerer (P-3 och P-4) ökar något och cisoidformning bevaras under hela aggregeringsprocessen.

"Kombinationen av MD-simulering och analys av förändringen av CD-kopplingens intensitet och våglängdssplittring under aggregeringsprocessen är således en tilltalande metod för in-situ och realtidsövervakning av konformationsförändringen, "sade HKUSTs professor Ben-Zhong TANG, som ledde denna forskning.

"Det här är mycket billigare, enklare metod för att övervaka konformationsförändringar i kirala makromolekyler innebär att vi lättare kan tillämpa denna metod för att förstå många biologiska processer, "sa Dr Haoke ZHANG, medförfattare till tidningen.