Wetenschappers hebben de precieze manier ontdekt waarop wasmiddelen biologische membranen breken, wat ons begrip zou kunnen vergroten van hoe zepen werken om virussen zoals COVID-19 te doden.

Wasmiddelen spelen een rol in het dagelijks leven, van het verwijderen van hardnekkige vlekken en het reinigen van rommelige handen tot het repareren van plakkerige lokken. Op nanoschaal zijn ze extreem destructief en slechts een paar druppeltjes in water kunnen levende organismen scheuren en doden. Deze eigenschap heeft geleid tot het wijdverbreide gebruik ervan en er zijn veel zeepformuleringen ontwikkeld om ziektedragende virussen, waaronder COVID-19, te doden.

Ziekte

Dr. Steve Quinn, van de School of Physics, Engineering and Technology aan de Universiteit van York, zei:"Het begrijpen van de precieze mechanismen op moleculair niveau waardoor detergentia werken, kan ons helpen om antivirale middelen beter te ontwerpen die ziekten zo vroeg mogelijk kunnen bestrijden podium."

"We realiseerden ons dat dezelfde hulpmiddelen en technieken die we hebben ontwikkeld om te begrijpen hoe eiwitten celmembranen bij de ziekte van Alzheimer verstoren, ook kunnen worden gebruikt om de algemene mechanismen van detergentia te begrijpen. Dit opent nu een opwindende onderzoeksbaan en geeft ons de mogelijkheid om te identificeren soorten verschillende membraanstructuren die mogelijk bestand zijn tegen detergenten."

Beschermend

Voor het onderzoek keken de wetenschappers naar het wasmiddel Tween-20, een belangrijk beschermend ingrediënt in veel producten zoals handwas.

Wasmiddelmoleculen zoals Tween-20 hebben de vorm van een ijshoorntje. Aan de bovenkant van de kegel bevindt zich een gebied dat sterk in wisselwerking staat met water, en aan de onderkant stoot een groep atomen water af en vormt een puntige staart. Wanneer je je handen wast met zeep, omringen een leger van wasmiddelmoleculen de bacteriën en virussen op je huid, en in een poging om aan het omringende water te ontsnappen, haasten ze zich naar hen toe en bombarderen ze, staarten eerst, knijpen in hun membraanenveloppen en breken ze uit elkaar .

De chemische eigenschappen van detergentia zijn in detail bestudeerd, maar tot nu toe waren de precieze details van de interactie op moleculair niveau moeilijk te beoordelen vanwege een gebrek aan hulpmiddelen en technieken die het hele proces kunnen vastleggen.

Interacties

Dr. Quinn en zijn onderzoeksteam hebben nu een reeks methoden ontwikkeld om te proberen meer te weten te komen over deze belangrijke interacties. Zijn team maakt een reeks zeer controleerbare membraanballen en ze gebruiken een moleculaire nanoliniaal die bekend staat als FRET met één molecuul (fluorescentieresonantie-energieoverdracht), om te meten hoe bestanddelen van de membranen uit elkaar bewegen tijdens hun interactie met detergentia.

Het team ontdekte dat nadat Tween-20 zich aan de membranen bindt, de ballen aanzienlijk uitzetten en poriën vormen op hun oppervlak voordat ze volledig fragmenteren.

Om hun bevindingen te bevestigen, gebruikten de onderzoekers computersimulaties om te modelleren hoe de membranen evolueerden.

Verborgen

Dr. Quinn voegde toe:"De experimentele resultaten van verschillende benaderingen kwamen buitengewoon goed overeen, en de moleculaire dynamica-simulaties stelden ons in staat om anders verborgen fysica te extraheren die het proces beheerst. De cultuur van interdisciplinariteit binnen de Physics of Life-groep in York was echt cruciaal hiervoor werk.

"Het idee dat slechts een handvol wasmiddelmoleculen zulke dramatische vormveranderingen kon veroorzaken, was echt heel verrassend." + Verder verkennen

Menselijke cellen benutten de kracht van wasmiddelen om bacteriën uit te roeien