如何用氟固定来操纵分子的行为方式

通过不同数量的氟原子控制分子相互作用的研究方法，这种操作在生物化学中具有希望

研究人员: 孟买IIT化学系Naresh patwari & team

科学家一直对理解不同分子相互接触时相互作用的机制感兴趣。多年来，他们对分子的行为和相互反应以及它们如何附着形成键有了很好的洞察力。

在最基本的层面上对这些分子相互作用的理解几乎帮助了物理科学的所有分支。但是很多仍然不是很好理解，特别是在生物学和生物化学中，在那里观察到非常复杂和混乱的结构和系统。但是，渐进式的进步几乎是在常规的基础上进行的。

Naresh patwari和他的团队在IIT孟买化学系的工作有望为分子相互作用提供一些新的启示，这些分子相互作用对生物学中的蛋白质结构和功能具有重要意义。patwari研究分子相互作用已有15年以上。在过去的几年中，他一直专注于含氢化合物中称为氟取代的现象。

氟具有一些特殊的性质，其尺寸和结构使得它可以用来代替某些有机化合物中的氢，最终结果非常有趣。patwari描述了特氟龙涂层的烹饪用具作为说明。聚四氟乙烯是一种有机聚合物，里面有很多氟原子。聚四氟乙烯的不粘性来自这样一个事实，即氟原子变得如此坚硬，以至于它们无法与被加热或烹饪的食物发生反应。

在某些条件下，氟原子的 “硬度” 是一种可以用于一些有趣且有用的操作的特性。patwari和他的团队对此进行了详细研究。它们改变了不同化合物中氟原子的数量，并注意到它们与其他分子相互作用的能力发生了变化。

这种通过改变分子组成原子之一的量来控制分子相互作用的能力为科学家提供了对材料进行修饰以获得所需目标的有力手段。patwari和他的团队使用化合物苯乙炔进行实验。结合实验室实验和计算机模拟，研究人员表明，与其他原子相比，氟为科学家提供了更好的控制和灵活性。

patwari说，这为生物化学中的操作提供了一些令人兴奋的可能性。人类对某些疾病的易感性涉及化学相互作用。如果可以以某种方式阻止这些相互作用-就像特氟龙涂层炊具中的氟阻止与食品的相互作用-可以诱导对疾病的抵抗力。具体来说，patwari正在研究构成蛋白质的某些氨基酸中的氟取代。

对于生物学中的氟已经有了很多兴趣，但是他使用其他化学物质获得的结果使patwari处于利用这种情况的独特位置。

可以肯定的是，氟取代不是随机的。它也不是一个原子与另一个原子的简单取代。这是一个非常有针对性的练习。随机取代可以完全改变化合物，改变其性质。patwari说，在分子中找到合适的位置来引入取代对它的成功至关重要。正是由于这个原因，取代是在对分子的结构更重要的地方进行的，而不是对其功能更重要的地方。这样，由于氟的存在，分子的原始特性得以保持，同时赋予其新鲜的特性。

大约有20种氨基酸构成了人体内的所有蛋白质。patwari说，氟替代在大多数中不起作用。但是有两个或三个氨基酸可以在其中引入令人兴奋的特性。patwari仍在开始尝试生物分子，但他说，到目前为止，他的工作给了他希望，在药物输送和药物靶向方面也可以有重要的经验教训。

由于他在分子相互作用方面的工作，patwari被任命为今年Shanti Swarup Bhatnagar奖的获奖者之一，这是该国45岁以下科学家的最高科学荣誉。