Ett team av forskare under ledning av Berkeley Lab har utvecklat ett bibliotek av artificiella proteiner eller "peptoider" som effektivt "kelerar" eller binder till lantanider och aktinider, tungmetaller som utgör de så kallade f-blockelementen längst ner i det periodiska systemet.

Det nya biblioteket erbjuder forskare en automatiserad, högkapacitetsmetod för att exakt designa nya peptoider - proteinliknande polymerer med en exakt sekvens av monomerenheter - som kelerar lantanider som gadolinium, en vanlig ingrediens i MRT-kontrastmedel, och aktinider såsom plutonium.

Som rapporterats i tidningen Kemivetenskap , forskarna inkorporerade skräddarsydda monomerer med f-block-bindande egenskaper på peptoida ställningar vid Berkeley Labs Molecular Foundry. I denna första studie, forskarna satte ihop två bioinspirerade hydroxipyridinon- och katekolamidmonomerer på molekylära komplex som kallas "tetramerer, " vilket ger ett bibliotek av 16 kelatbildande peptoider (även kända som "ligander"). Forskarna använde sedan en luminescensbaserad teknik för att mäta hur väl varje kelerande peptoid koordinerades till lantanidkatjonerna (positivt laddade joner) europium och terbium.

Forskarna upptäckte att kelatsystemen med tre och fyra funktionella hydroxipyridinongrupper visar en hög affinitet för lantanidmetaller, och i synnerhet europium, vilket tyder på att dessa peptoidbaserade kelatorer skulle kunna användas för att designa ligander skräddarsydda för ett brett spektrum av applikationer med f-blockmetaller, såsom kemiska separationsprocesser, optisk enhetsoptimering, och läkemedelsutveckling. Dessutom, Att utöka forskarnas teknik till att införliva ytterligare monomerer kan potentiellt leda till mycket större bibliotek.

Studien leddes av Rebecca Abergel, en fakultetsforskare vid Berkeley Labs avdelning för kemiska vetenskaper och biträdande professor vid UC Berkeleys kärntekniska avdelning.