将合成分子运动器集成到旋转 DNA 纳米结构中：单分子致动器的框架
应用物理
2025-05-01 v1
摘要
合成分子运动器是控制纳米尺度运动的理想方式，但理解其作为单分子致动器的行为并将其集成到更大功能系统中仍面临技术挑战。将分子致动转化为协调的设备级行为需要精确的运动器定位和取向：DNA origami 提供了实现分子纳米定位的强大平台。本文演示了将光驱动旋转分子运动器集成到 DNA 基纳米致动器中，通过 site-specific 四点偶联实现。该运动器通过 DNA 模板化学将其标记为四个独特的寡核苷酸，上下各两个。这种模块化方法通过 DNA 杂交实现运动器在 DNA 装配中的稳定、定向嵌入。 Upon photoactivation以紫外光激活后，运动器将光子能转化为旋转运动。通过将运动器耦合到标记有荧光的 DNA 旋转臂，我们放大了其运动并借助全内反射荧光显微镜实现实时观察。装配子系统中一部分 exhibits 光诱导的构象转换和方向运动，符合预期的光化学机制。这些结果建立了一个可编程的框架，用于将光驱动分子运动器集成到人造纳米机器人和工具中以研究其行为。
关键词
引用
@article{arxiv.2504.21434,
title = {Integration of a Synthetic Molecular Motor Into a Rotary DNA Nanostructure: A Framework for Single-Molecule Actuation},
author = {Seham Helmi and Erik Benson and Jan Christoph Thiele and Emilie Moulin and Nicolas Giuseppone and Andrew J Turberfield},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.21434},
year = {2025}
}