Wet van Coulomb als troefkaart voor zelfassemblage

Door handig gebruik te maken met de aantrekkingskracht tussen positieve en negatieve ionen kun je de zelfassemblage van moleculen tot supramoleculaire nanostructuren heel nauwkeurig sturen. Dat schrijven Utrechtse en Eindhovense onderzoekers onder leiding van prof. Bert Meijer deze week op de website van Nature Chemistry.

De onderzoekers hebben het aangetoond met guanosine als modelmolecuul. Dit ribonucleoside (een combinatie van guanine en ribose) kan in groepjes van vier zogeheten G-quadruplexen vormen die zijn te beschouwen als hele korte stukjes vierstrengs-DNA. Zo’n quadruplex wordt gestabiliseerd door een kation (vaak kalium) dat opgesloten zit in het hart.

Tegenover zo’n kation staat uiteraard altijd een anion. Maar dát zit aan de buitenkant en vertoont interactie met de rest van de oplossing.

Volgens de wet van Coulomb trekken de positieve en negatieve ladingen elkaar aan. Maar de kracht waarmee dat gebeurt is mede afhankelijk van de mate waarin de anionen door hun omgeving worden gestabiliseerd. Door te spelen met de polariteit van het oplosmiddel, en met de structuur van de anionen, kun je dus de vorming van de quadruplexen bevorderen of juist afremmen.

In de publicatie laten Meijer en collega’s zien dat ze selectief bouwwerken van 8, 12, 16 óf 24 guanosinemoleculen kunnen laten ontstaan. Die laatste variant was nog nooit eerder gesynthetiseerd.

bron: NWO