Kuantum Etkisi, Kiral Moleküllerin Nasıl Etkileşime Girdiğini Açıklayabilir. Küçük amino asitlerden büyük DNA sarmalına kadar olan biyomoleküller kiraldir ve nasıl etkileşime girdiği, onların kiralitesine bağlıdır. Yeni tanımlanmış bir kuantum etkisi, biyomoleküllerin kirallığının nasıl devam ettiğini açıklamaya yardımcı olabilir.
İki molekül etkileşince, elektron bulutları yeniden düzenlenir. Kiral moleküllerde bu yeniden yapılanmayı, aynı kiralitedeki moleküllerin zıt kiraliteye sahip moleküllerden daha güçlü etkileşime girmesini sağlayan elektron spin polarizasyonu ile birlikte açıklayan çalışma Ron Naaman’ın liderliğindeki bir araştırma ekibi ve Weizmann Enstitüsü’nden Jan ML Martin ve Pittsburgh Üniversitesi’nden David Waldeck’in tarafından gerçekleştirildi.
Duke Üniversitesi’nden David N. Beratan, “Gösterdikleri mekanizma daha önce bildirilenlerden farklı” dedi. “Fikir devam ederse, biyolojik ve organik kimyada moleküler tanıma konusundaki düşüncelerimizi tamamen değiştirebilir.”
Naaman ve arkadaşları, yeni çalışmada, sarmal oligopeptidlerin deneysel çalışmalarını hesaplama analizi ile birleştirdiler. Moleküler etkileşimlerle indüklenen elektron spin polarizasyonunun etkileşimlerdeki dalga fonksiyonlarının simetrisini kısıtladığını bulmuşlardır.Simetri kısıtlamaları, aynı kiraliliğin molekülleri karşıt kiralite moleküllerine kıyasla etkileşime girdiğinde homokiral etkileşim lehine enerji farklılıklarına yol açar.
Naaman, “Bu, klasik fizik temelli modellerde temsil edilemeyecek gerçek bir kuantum mekanik özellik” diye vurguluyor.
Etki kısa süreli olup yalnızca elektrostatik ve diğer kovalent olmayan etkileşimler molekülleri bir araya getirdiğinde ortaya çıkar ve böylece kalabalık bir hücresel ortamda enantiyospesifik tanımayı seyreltik çözeltilerden daha fazla etkileme olasılığını artırır. Ayrıca eklenecek katkı maddesi birçok kiral fonksiyonel grup ile büyük biyomoleküllerin yüzeyleri arasında etkileşime girdiğinde daha belirgin hale gelir.
Kaynak : ACS
