JACS：单分子计数法定量观察氢键与碱基-配体相互作用
吴宗涵
自阿伏伽德罗数引入以来，化学性质一直基于统计平均值进行分析，但仍然缺乏合适的方法来计算已识别的单个分子，从而为定量统计带来了挑战。尤其是组成DNA的碱基和小分子之间的选择性、亲和力和氢键模式，对活生物体至关重要，但尚未在单分子水平上进行揭示。近日，来自密歇根州立大学化学系的Masateru Taniguchi等人建立了基于单分子电测量和AI的组合通过单分子计数对上述参数的定量。
文章要点：
1) 在该研究建立的定量方法中，研究者们通过确定基础分子和配体的溶液混合物中聚集体数量的比率，从而成功地定量评估了五种配体对四种不同基础分子的结合选择性值；
2) 利用单分子量子测量方法直接评估鸟苷与其宿主分子的这种分子相互作用，研究成功地在单分子尺度上同时检测鸟苷及其宿主分子的相关状态信号，结合正未标记分类机器学习方法，也区分了关联状态信号和非关联状态信号，并发现对于宿主分子的强关联状态，关联状态信号的数量与总信号的比率显著较大。
3） 此外，研究结果表明，关联形式信号的数量与通过多个氢键的关联状态的强度密切相关，研究通过单分子计数和量子化学计算的分析方法，来辅助验证了微观氢键的模式及其在数量上的配体依赖性。
参考资料：
Masateru T., et al. Quantitative Microscopic Observation of Base–Ligand Interactions via Hydrogen Bonds by Single-Molecule Counting. J. Am. Chem. Soc. (2023).
DOI: 10.1021/jacs.2c11260
https://doi.org/10.1021/jacs.2c11260
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