分子结

在化学中，分子结是一种机械互锁的分子结构，类似于宏观结。在DNA、RNA和蛋白质等有机分子中发现了自然形成的分子结。尽管人们认为打结在打结的生物分子的结构、稳定性和功能中发挥作用，但不确定自然发生的结在进化上是否对核酸或蛋白质有利。分子中自然形成结的机制，以及通过结来稳定或改善分子的机制是模棱两可的。分子结的研究涉及天然存在的和化学合成的分子结的形成和应用。术语knotane是由Vögtle等人创造的。2000年用轮烷和链烷类比来描述分子结，它们是其他机械互锁的分子结构。该术语尚未被化学家广泛采用，也未被IUPAC采用。

含有结的有机分子可能属于活结或假结的类别。它们不被视为数学结，因为它们不是闭合曲线，而是存在于其他线性链中的结，末端在每一端。打结的蛋白质被认为在其三级结构折叠过程中形成分子结，打结的核酸通常在基因组复制和转录过程中形成分子结，尽管打结机制的细节仍然存在争议和模棱两可。分子模拟是研究分子打结机制的基础。Liu等人首先发现了打结的DNA。1981年，在单链环状细菌DNA中，虽然发现双链环状DNA也会形成结。自然打结的RNA尚未见报道。化学合成的分子结已经报道了几种合成分子结。已发现结自然存在于打结的分子中，但尚未成功合成。小分子复合结也尚未合成。人工DNA、RNA和蛋白质结已成功合成。DNA是一种特别有用的合成结合成模型，因为该结构自然形成互锁结构，并且可以很容易地操纵形成结，从而精确控制形成结所需的散开。分子结通常在关键金属离子配体的帮助下合成。

1977年，xxx个提出蛋白质中存在分子结的研究人员是JaneRichardson，她报告说，碳酸酐酶B(CAB)在她对各种蛋白质的拓扑行为的调查中表现出明显的结。然而，研究人员通常将发现xxx个打结蛋白归因于马克。L.Mansfield在1994年，因为他是xxx个专门研究蛋白质中结的发生并确认CAB中存在三叶结的人。Liu等人首先发现了打结的DNA。1981年，在单链环状细菌DNA中，虽然发现双链环状DNA也会形成结。1989年，Sauvage及其同事报道了xxx个合成的打结分子：借助Cu+离子通过双螺旋复合物合成的三叶草。

沃格特尔等人。是xxx个在2000年将分子结描述为结的人。同样在2000年，WilliamTaylor创造了另一种计算方法来分析蛋白质结，该方法将末端设置在离分子结类型足够远的固定点上可以很好定义。2007年，EricYeates报告了分子活结的鉴定，即当分子包含打结的子链时，即使它们的主链作为一个整体是未打结的，也不包含完全打结的结构，这些结构很容易被计算模型检测到。从数学上讲，活结很难分析，因为在检查完整结构时无法识别它们。Ayme等人合成了使用动态共价化学制备的五叶结。2012年，当时是迄今为止制备的最复杂的非DNA分子结。2016年晚些时候，还报道了一种全有机五叶结，包括首次使用分子结来变构调节催化作用。2017年1月，DavidLeigh课题组合成了819结，使819结成为合成最复杂的分子结。结理论的一个重要发展是允许纠缠分子链内的链内接触。电路拓扑最近作为一种拓扑框架出现，它将触点的排列以及折叠线性链中的链交叉形式化。作为一种补充方法，科林亚当斯。等人，开发了一种奇异结理论，适用于具有分子内相互作用的折叠线性链。

许多合成分子结具有独特的球状形状和尺寸，使其成为纳米技术中的潜在构件。