研究透视：Nature-振荡器 | 有机催化-合成生物学

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振荡Oscillatory系统调节着许多生物过程，包括关键的细胞功能，例如新陈代谢和细胞分裂，以及更大规模的过程，例如昼夜节律和心跳。最初，在无机系统中，发现了非生物化学Abiotic chemical振荡，激发了各种合成振荡器的发展，这些合成振荡器可用作分析化学、材料化学和生物医学领域的自主计时系统。通过让合成化学振荡器周期性地驱动第二功能，将其作用扩展到起搏器之外，这将使其成为更强大的工具。然而，这是非常基础not trivial的理论问题，因为振荡器的组件参与辅助功能，可能会危及其计时能力。

今日，荷兰格罗宁根大学（University of Groningen）Matthijs ter Harmsel, Wilhelm T. S. Huck & Syuzanna R. Harutyunyan等，在Nature上发文，报道了一种小分子振荡器small molecule oscillator，可以原位催化独立的化学反应，而不会伤及其振荡特性。

在流动系统中，振荡器的催化活性产物浓度，显示出了持续的振荡，并且催化反应仅在浓度峰值期间加速。具有周期性催化作用的合成振荡器增强，可用于构建复杂系统，并在未来有望应用于自动合成、系统和聚合化学以及周期性药物递送。

A catalytically active oscillator made from small organic molecules.

一种由有机小分子制成的催化活性振荡器。

图1:有机催化振荡器organocatalytic oscillator设计。

图2:单脉冲实验以及实验数据和模拟数据之间比较。

图3:在使用连续搅拌釜反应器continuous stirred tank reactor，CSTR流动中，非平衡条件下的持续振荡。

图4:由同一连续搅拌釜反应器CSTR内，有机振荡器控制Knoevenagel缩合反应。

图5:振荡增强选择性。

文献链接

ter Harmsel, M., Maguire, O.R., Runikhina, S.A. et al. A catalytically active oscillator made from small organic molecules. Nature 621, 87–93 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06310-2

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06310-2

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06310-2.pdf

本文译自Nature。

来源：今日新材料

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