הג׳לי שחושב לבד: חומרים שמרכיבים את עצמם מאמרה של ד"ר מורן אביב

Controlling Supramolecular Assembly through Peptide Chirality

דמיינו חומר רך, קצת כמו ג’לי, שיודע לבנות את עצמו לבד. הוא מורכב ממקטעים קצרים של חלבון, שמתחברים זה לזה כמו קוביות לגו מיקרוסקופיות ויוצרים יחד חומר חדש. 

החוקרים רצו לבדוק איך שינוי קטן מאוד במבנה של אותם מקטעים משפיע על התוצאה. השינוי הזה נקרא כירליות. אפשר לחשוב עליו כמו ההבדל בין יד ימין ליד שמאל: אותו הדבר, אבל במראה הפוך. 

כשהם בחנו ארבע גרסאות שונות של החלבון, הם גילו שכל אחת מהן מתנהגת אחרת. חלק מהגרסאות מתחברות במהירות ויוצרות ג’ל קשיח תוך דקות. אחרות פועלות לאט יותר: הן מתחילות ככדורים קטנים, מתפזרות, מסתדרות מחדש, ורק אחרי זמן יוצרות רשת עדינה של סיבים. 

דווקא התהליך האיטי הזה התגלה כיתרון. הוא מאפשר פיזור אחיד יותר של חומרים בתוך הג’ל, תכונה חשובה במיוחד כשמדובר בהחדרת תרופות או אנזימים רגישים, שעלולים להיפגע בתנאים לא אחידים. 

ההפתעה הגדולה הייתה שכל סוגי הג’לים, בין אם נוצרו מהר או לאט ובין אם היו רכים או חזקים, הצליחו לחסום חדירה של חמצן. בכך הם הגנו על אנזימים רגישים, שנוטים להתקלקל במגע עם חמצן. כאשר החוקרים שילבו בג’ל אנזים שמייצר מימן, הוא המשיך לפעול כרגיל, כאילו החמצן כלל לא היה שם. 

המחקר מדגים כיצד שינוי זעיר במבנה של מולקולות יכול ליצור מגוון רחב של תכונות, ולפתוח את הדלת לפיתוח חומרים חכמים: כאלה שמרכיבים את עצמם, נושאים תרופות, מגינים על חומרים עדינים ומתאימים את עצמם בדיוק לצורך הרצוי. 

לקריאת המאמר>>