Добавить новость
smi24.net
News in English
Июнь
2024

A Novel Signal-Amplification System Utilizing Sumanene-Based Supramolecular Polymers Researchers propose a new way for signal-amplification of chemosensors by flexibly manipulating an allosteric trigger.

0

Chemical sensors whose signals can be amplified by various triggers hold huge potential in multidisciplinary sciences. However, developing such systems was considered a highly challenging task, until a team of researchers from Tokyo Tech recently came up with a novel signal-amplification system that can be flexibly manipulated by a dynamic allosteric effector or a trigger. This new chemosensor system exhibited exception signal amplification by altering the sumanene monomer concentrations.

Synthetic supramolecular hosts and artificial receptors have found an exciting application in the form of chemical sensors or chemosensors, which hold the potential to change the field of molecular recognition and real-time biomedical sensing. They are based on the fundamental lock-and-key working principle where a specific chemical substrate perfectly fits into the active site of an enzyme (host), thus, leading to a specific chemical reaction that creates a signal necessary for sensing purposes.

The lock-and-key model, however, has its share of disadvantages, and an effective way to deal with them is to enhance the signal by improving the binding constant between the host and the target molecule. Biological systems are known to amplify their binding constant via a process known as allosterism. To ensure that the chemosensor is more sensitive and efficient, scientists have been looking for ways to amplify the signal and are on the lookout for signal-amplifying chemosensors that can be manipulated by various allosteric effectors or triggers.

To aid this effort, researchers from Tokyo Institute of Technology(Tokyo Tech), led by Associate Professor Gaku Fukuhara, in collaboration with Osaka University, presented in a recent Scientific Reports study published on 31 May 2024, the discovery of a new nature-surpassed signal-amplification system that can be flexibly manipulated by a dynamic allosteric effector or trigger.

"Supramolecular polymers consist of a functional monomer that spontaneously stacks on each other through noncovalent interactions. It is assumed that the degree of polymerization can be manipulated by changing the monomer concentration. We used this knowledge to make dynamic changes in the allosteric effector," replied Fukuhara when asked about their modus operandi.

For the first time, the team obtained an allosteric trigger using curved-π buckybowl sumanene as the monomer for supramolecular polymerization. They also incorporated a sumanene-based chemosensor (SC) into the system due to sumanene's ability to spontaneously polymerize as supramolecules in solutions. Additionally, the pristine sumanene molecule is known to gradually stack on the convex face of the chemosensor to form hetero-supramolecular polymers (SC·(sumanene)n), which the researchers found was also responsible for the degree of signal-amplification.

The team also found that the degree of polymerization could be changed by controlling the degree of monomer effector and subsequent flexible manipulation of electronic properties at the binding site. The exceptional signal-amplification system exhibited by the system could be attributed to the fluorescence changes upon the complexation of guest molecules.

To test the applicability of the system on biologically important materials and generalize the current signal-amplification method, the team used steroids like testosterone, corticosterone, and allylestrenol as target molecules. The experiments revealed that changing the sumanene monomer concentration led to a 62.5-fold signal amplification of a steroid.

The sensing strategy proposed in this study can act as a guideline for further development of sensors for diverse guests that are difficult to recognize via use of conventional lock-and-key type chemosensors. "Our chemosensor system is a powerful tool that demonstrated the effectiveness of supramolecular polymerization adjustments as a mode of manipulation signal amplification. It can thus open new avenues for the development of alternate chemosensors and signal-amplification systems triggered by various triggers," concludes Fukuhara.

Reference

Authors :
Hiroaki Mizuno1, Hironobu Nakazawa2, Akihisa Miyagawa3, Yumi Yakiyama2,4, Hidehiro Sakurai2,4, and Gaku Fukuhara1*
Title :
Amplification sensing manipulated by a sumanene-based supramolecular polymer as a dynamic allosteric effector
Journal :
Scientific Reports
DOI :
Affiliations :

1 Department of Chemistry, Tokyo Institute of Technology, Japan.

2 Division of Applied Chemistry, Graduate School of Engineering, Osaka University, Japan.

3 Department of Chemistry, Faculty of Pure and Applied Sciences, University of Tsukuba, Japan.

4 Division of Applied Chemistry, Graduate School of Engineering and Innovative Catalysis Science Division, Institute for Open and Transdisciplinary Research Initiatives (ICS‑OTRI), Osaka University, Japan.

* Corresponding author's email: gaku@chem.titech.ac.jp (G.F.)

School of Science —Exploring the Truth and Creating Knowledge—
Information on School of Science inaugurated in April 2016

School of Science

Schools, Departments, and Institute for Liberal Arts

Further Information

Associate Professor Gaku Fukuhara

School of Science, Tokyo Institute of Technology

Email gaku@chem.titech.ac.jp

Contact

Public Relations Division, Tokyo Institute of Technology

Email media@jim.titech.ac.jp
Tel +81-3-5734-2975








Музыкант Алексей Фомин поделился историей о его отношениях с друзьями

Неочевидные услуги в поезде

Город Бакуракерт на полуострове Ланжерон

Marins Park Hotel Екатеринбург – место спокойного и уютного отдыха


The 5 biggest global business rivalries to watch, and how their outcomes will shape the future

Ricky Hatton Names The Best British Fighter Of All Time And It’s Not Lennox Lewis

£39m United star shouldn't be starting vs Arsenal, was gifting possession to Everton

Jovic set for new opportunity after leaving Milan as free agent


Под Орлом в перевернувшейся иномарке пострадала маленькая девочка

Клиенты компании «Байкал Сервис» экономят на перевозке сезонных товаров

Нейросеть наводят на большую дорогу // Москва расширяет контроль за дорожными авариями, животными и мусором на проезжей части

Пасмурный октябрь


Android-игроки раскритиковали сурвайвл-хоррор Jericho: Survival

Обзор на мобильную версию A Game About Digging A Hole

Girl Rescue 1.0.3.3

Раскрой потенциал Мистера Террифика из DC Worlds Collide с этим гайдом



В Москве прошла премия «Триумф Года»

Дептранс Москвы рекомендовал использовать метро из-за ограничения движения

Концерты органной музыки в Москве: волшебство звуков в галерее Ильи Глазунова

«Турбозавры» на фестивале «Динозавры на каникулах» в ЦДМ на Лубянке


"Москвич Mag": москвички массово едят масло пачками из-за нового тренда в сети

Афиша мероприятий на август в ТРЦ «Нора»

В рамках AmberForum состоялся единственный в мире аукцион редкого янтаря

Дептранс Москвы рекомендовал использовать метро из-за ограничения движения


Житель Новосибирска предстанет перед судом за обман брянской пенсионерки

Юрист Хаминский: в РФ вводится сбор данных о покупателях монет из драгметаллов

Большая онлайн-программа Всероссийского проекта «Языковая арт-резиденция. Музыка слова» начнётся с презентации этапов и условий конкурсного отбора

Песков: для нормализации отношений между Россией и США нужно время


Теннисист Хачанов обыграл Микельсена и вышел в полуфинал турнира ATP

Осака достигла полуфинала на теннисном турнире в Монреале

Турнир ATP в Афинах: Джокович меняет планы из-за протестов в Сербии

Теннисист Рублев вышел в четвертьфинал турнира ATP в Торонто


Алексей Тамаров – искусство пластической хирургии

Фигуристку Роднину хотели покалечить свои же: в советской фигурке творилась дичь

Большая онлайн-программа Всероссийского проекта «Языковая арт-резиденция. Музыка слова» начнётся с презентации этапов и условий конкурсного отбора

Фигурант дела о теракте в "Крокусе" предложил выплатить пострадавшим по 1 тыс. рублей


Музыкальные новости

Sun: острый инфаркт миокарда стал причиной смерти Оззи Осборна

Концерт Антонио Вивальди «Времена года» в Эрмитаже

Мировой суд в Москве взыскал с Тимати задолженность по взносам на капремонт

Балерина Волочкова назвала недавно женившегося Шаляпина предателем


«Детям полезно принимать участие в любой движухе, связанной с творчеством, музыкой и спортом!» В Москве завершился Международный фест-форум «Голоса Мира» 2025

В Москве прошла премия «Триумф Года»

Клинический психолог Юлия Тарибо: что такое односторонняя дружба и стоит ли ее продолжать

В Москве прошла седьмая премия в области здоровья и красоты THE MEDICAL STARS & BEAUTY AWARDS


Суд 7 августа огласит приговор фигурантам дела о хищении у Чубайса

Сергей Собянин: К 1 сентября в Москве откроется 51 реконструированная школа

Собянин открыл первый флагманский МФЦ для регистрации самоходной техники

Москва превратится в Таиланд. Климатолог Клименко сделал прогноз на 10 лет


Клиенты компании «Байкал Сервис» экономят на перевозке сезонных товаров

Автобус попал в ДТП на трассе М-4 под Тулой: что рассказали пассажиры

Нейросеть наводят на большую дорогу // Москва расширяет контроль за дорожными авариями, животными и мусором на проезжей части

Дептранс Москвы рекомендовал использовать метро из-за ограничения движения


Малайзийский король посетил Россию с официальным визитом

Интриги Эрдогана и Зеленского. «Джокер» Путина. Активность над секретным полигоном: Главное к утру

Во Франции высказались о визите Уиткоффа в Москву

Посол Израиля оценила отношения с РФ на фоне личного контакта Путина и Нетаньяху



В Москве задержаны четверо мужчин по делу о пожертвованиях организации «ФБК»

В Москве задержали четверых сторонников ФБК за пожертвования организации


Алексей Тамаров – искусство пластической хирургии

К доктору – без страха: сеть клиник «Будь Здоров» представила VR-решения для детского здоровья

В Москве прошла седьмая премия в области здоровья и красоты THE MEDICAL STARS & BEAUTY AWARDS

Алексей Тамаров – искусство пластической хирургии


«Хоть в платье, хоть в парике»: слухи о побеге Зеленского распространяются в Киеве

Зеленский добивается визита Эрдогана в Киев


Худайбердиева указала, что день смерти Гришина стал самым мрачным за последние годы

«Детям полезно принимать участие в любой движухе, связанной с творчеством, музыкой и спортом!» В Москве завершился Международный фест-форум «Голоса Мира» 2025

Профессиональные бои состоятся в Нижнем Новгороде 9 августа

«Ты будешь моей…»: Николай Ерусланкин из Нижнего Новгорода удивил всех участников шоу «Погоня» на ТНТ


Лукашенко предупреждает: не стоит соревноваться с крупными государствами


Собянин открыл первый флагманский МФЦ для регистрации самоходной техники

Сергей Собянин: реставрация Большого Каменного моста завершена за 14 месяцев

Сергей Собянин: В Москве запущен 220-й электробусный маршрут

Мэр Собянин поделился информацией о новорожденных животных в «Москвариуме»


Зачем нужна программная нормализация воды после очистки — объясняет Алексей Горшков

Эксперт обсудил будущие возможности возобновляемых источников энергии в России

Энергоэффективность в цифрах: в среднем новые ЖК могут экономить более 20% всех ресурсов, но есть нюанс по платежкам

Объем российского добычи водных биоресурсов превысил три миллиона тонн


Суд рассмотрит дело разгромившего чужие машины мужчины в Подмосковье

Фигурант дела о теракте в "Крокусе" предложил выплатить пострадавшим по 1 тыс. рублей

Фестиваль «Моспитомец» пройдет на Тверском бульваре 15–17 августа

Предпринимателей Колымы приглашают подать заявку на премию «Startup Summit Awards»


Коми, Камчатку, Архангельскую, Иркутскую, Калужскую, Костромскую, Курскую, Свердловскую и Оренбургскую области эксперты отнесли к регионам, где на осенних выборах "протестный потенциал выше среднего", говорится в докладе...

Амурская область оказалась в числе аутсайдеров по качеству дорог

Вильфанд предупредил об аномальной жаре в девяти регионах

Аномальная жара: До +41 °С в Чечне и Ингушетии, +30 °С в Карелии и Архангельске


До 100 метеоров в час: когда наблюдать пик звездопада Персеиды над Крымом

Поезда в Крым меняют маршруты и график

В Симферополе вспомнили крымскую писательницу, пережившую оккупацию ребенком: 100 лет Елене Криштоф

Провокация Британии против РФ и рекорд цен на бензин – главное за день


Фигуристку Роднину хотели покалечить свои же: в советской фигурке творилась дичь

Юрист Хаминский: в РФ вводится сбор данных о покупателях монет из драгметаллов

Александр Мифтяев и Денис Баранов покидают воронежский «Буран»

Алексей Тамаров – искусство пластической хирургии














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *