什么是分子马达?

分子马达是指由生物大分子组成,利用化学能做机械功的纳米系统。生物的所有活动,包括肌肉收缩、物质运输、DNA复制、细胞分裂等。,都是因为有运动功能的蛋白质大分子的推动而追溯到分子层面,所以被称为分子马达或蛋白质马达。

分子马达本质上是一种ATP酶。比如肌肉中的肌球蛋白会拉动粗大的肌丝向中板移动,引起肌肉收缩。另外两种分子马达:驱动蛋白和驱动蛋白,可以携带分子“货物”,如质膜颗粒,甚至线粒体和溶酶体,在微管组成的轨道中滑动,起到运输的作用。

分子马达的发展前景

由人类控制的分子马达可以建造纳米机器人(也叫分子机器人)。

目前人类还做不出小到纳米的机器人,部分原因是找不到足够多的动能装置。由于分子马达可以将生物能转化为机械能,一旦被人类完美控制,完全可以充当纳米机器人的引擎。

分子马达可以看作是最简单的纳米机器人,像有两条腿的肌球蛋白分子马达,可以做直线推进。在人体内,它的主要功能是运输细胞内的囊泡等物质。理论上,如果把它放在一个篮子里,它还可以运输其他东西。

目前,科学家们仍在研究如何将多个分子马达组合起来,或者与其他分子连接起来,形成一个略显“复杂”的机器。在实验室里,科学家们制造了一个由350个原子组成的推进器,一个2.5纳米的电梯和3纳米的剪刀,这些都可以被视为纳米机器人的雏形。

纳米机器人有着广泛的潜在用途,尤其是在医疗领域。例如,美国佛罗里达大学的科学家最近研制出一种纳米机器人,可以100%杀灭丙肝病毒。

这种纳米机器人由两组物质组成:一组是可以攻击和破坏RNA(参与复制丙肝相关蛋白)的酶,另一组是可以识别疾病相关蛋白的寡核苷酸,并将酶发送出去以消除危害。

在细胞培养和小鼠实验中,这种新方法的有效率达到了近100%,并且没有任何副作用,如免疫系统反应。这一新成果推动了医用纳米机器人的发展,现在正逐步走向临床应用。

以上内容参考百度百科-分子马达。