Kálmán Erika

A delhi vasoszloptól a molekuláris építészetig - a kémia új perspektívája

II. 3. A biológiai anyag molekuláris építészete

Tekintsük át, melyek azok a szükséges feltételek, legfontosabb tulajdonságok, amelyek a jelenleg ismert legösszetettebb anyagot, a biológiai anyag molekulahalmazait jellemzik. Természetesen külön-külön a felsorolt tulajdonságok egyike sem elégséges az élet megjelenéséhez, ezek együttes fennállására van szükség.

8. ábra

A két kettős csavart képző cukorfoszfát-vázat a négy bázis, a timin, adenin, citozin és guanin úgy kapcsolja össze, hogy az adenin csak a timinnel, a citozin csak a guaninnel alkot párokat. Ez az alapja az információ¬tárolásnak és a molekula biológiai szintézisében szerepet játszó molekuláris felismerésnek is.

Vagy nézzük meg a vér oxigén- és széndioxid-szállításában szerepet játszó hemoglobin-szupramolekula szerkezetét.

Animáció: A hemoglobin és hem molekulák

A négy spirálisan csavarodott polipeptid-lánc mindegyike - mint egy zsebben - egy úgynevezett hem-molekulát (porfirin-molekulákat) tartalmaz, melyek kétdimenziós kapszulaként, befelé fordult nitrogénatomjaikkal vasionokat kötnek meg. A vasionok a szállítandó oxigénmolekulákat fogják megkötni.

9. ábra

A zsebbel rendelkező szupramolekulák gazdaként viselkednek a látogató vendégmolekulák számára. A gazda-vendég kapcsolatok kialakulása igen lényeges jellemzője a szupramolekulák szerveződésének. Talán a legnagyobb zsebbel rendel¬kező biológiai szupramolekula a ferritin, amely vasat tárol a májban és a lépben. A molekula mintegy 8 nanométer átmérőjű üregét 24 ellipszoiddá csavarodott, egymással nem-kovalens kötéssel kapcsolódó polipeptid-lánc alkotja. Egy proteinmolekula mintegy 4500 vasatomot képes tárolni.