% 0期刊文章% J美国国家科学院院刊》上% D 2018% T尺蠖运动两个戒指交换到一个线程的偏见布朗扩散代表三体问题%本森,Christopher r % Maffeo,克里斯托弗·% Fatila,伊丽莎白m . % Liu Yun % sheets,爱德华·g . %阿列克谢Aksimentiev % Singharoy,阿布%洪水,阿玛h . % X

本文描述了分子实现经典的三体问题,三个或更多的身体的运动是由一组两两的力量。令人惊讶的是,运动部件的三分子系统的差异,发现高度精心设计的组件之间的交互,促进罕见inchworm-like分子环加载到一个分子的线程。我们的工作证明了效用的综合方法设计和开发功能的分子机器。许多单个组件的协调运动支撑所有机器的操作。然而,尽管一代又一代的工程经验,理解三个或更多的运动耦合的组件仍然是一个挑战,因为牛顿的时间被称为“三体问题。“在这里,我们描述,量化和模拟分子三线程问题两个分子环上线性分子的线程。具体来说,我们使用voltage-triggered减少tetrazine-based线程来捕获两个cyanostar重点,形成[3]pseudorotaxane产品。结果之间的共价耦合cyanostar戒指,我们发现的线程发生意外和稀有inchworm-like环遵循其他的运动。的机制是来源于控制,分析循环伏安法(CV)的痕迹,和布朗动力学模拟。CVs从两个共价相互作用两个共价连接环的环匹配设计线程通过尺蠖通路,他们大大偏离的简历macrocycle设计线程通过逐步通路。时间电化学为线程提供了估计的速率常数。实验中参数(能量井,壁垒,扩散系数)帮助确定运动的可能途径与rate-kinetics和布朗动力学模拟。 Simulations verified intercomponent coupling could be separated into ring–thread interactions for kinetics, and ring–ring interactions for thermodynamics to reduce the three-body problem to a two-body one. Our findings provide a basis for high-throughput design of molecular machinery with multiple components undergoing coupled motion.

% B美国国家科学院院刊》上% 8 05/2018 % 10.1073 G eng http://www.pnas.org/content/early/2018/05/03/1719539115 % % U R / pnas.1719539115