Соли образуются из-за коррозии на восстановленное произведение структуре объектов, о которых известно из биологии

Рельеф «Поклонение пастухов» итальянского скульптора Джузеппе Torretti обезображено комом кристаллы соли. Теперь, исследовательская группа из Института Макса Планка для твердотельных исследований в Штутгарте было установлено, что ацетат кальция полугидрата, что делает эти выцветы имеет аналогичную структуру коллагена белка. Структурные характеристики не только помогают предотвратить повреждения такого рода, но также предоставили исследователям новые интересные идеи для бионеорганической химии.

Мраморный рельеф «Поклонение пастухов» — около 300 лет и, безусловно, имеет богатую историю. В конце Второй мировой войны, он переехал из Берлина в Советский Союз, где были предприняты попытки возместить ущерб, который он понес во время войны, в том числе с помощью клея. В начале 1990-х годов, работы Джузеппе Torretti (1664-1743) была возвращена в музей византийского искусства в Берлине, где специалисты удалили клей, используя этиловый эфир уксусной кислоты, сложный эфир уксусной кислоты.

Именно этот процесс, что, похоже, вызвало химические изменения в поверхностных, что приводит к образованию белых, игольчатые выцветы там несколько лет спустя. Эксперты из научно-исследовательской лаборатории Rathgen в Берлине определили их как химические полугидрата ацетата кальция, то есть кальциевой соли уксусной кислоты, который также содержит воду. С течением времени, другими словами, кальций из мрамора были связаны с ацетат-ионами с растворителем, образуя новые соли, и это вещество также найдено на других старинных произведений искусства.

Однако, это только сейчас, что кристаллическая структура соединения была точно определена. Реставраторы опираться на структурные характеристики как базовых данных, так что они могут идентифицировать продукты коррозии и объяснить основной процесс, а также, В идеале, предотвращая его. Определить структуру выцветы в Torretti помощи, Герхард Эггерт из Института консервации наук при Государственной Академии дизайна и искусств, Штутгарт, заручился поддержкой Роберта Dinnebier, начальник рентгеновской дифракции группы в Институте Макса Планка для твердотельных исследований в Штутгарте. Это одна из немногих групп в мире, которые специализируются на сложных структурного анализа даже в образцах, которые доступны только в виде порошка, а не как единый Кристалл.

Структурные характеристики предотвращения коррозии

Управление пожарной охраны в рамках проекта «в поисках структуры» был также успешным в определении этой структуры, показывая, что ионы кальция организуют сами вдоль спиральных цепочек-другими словами, они образуют спирали. Ионы ацетата, с другой стороны, сидеть между ионами кальция и выступать в качестве моста. В целом, три из этих строк кальция обернуть вокруг друг друга подобно трех прядей косу.

Коллаген также образует тройную спираль

Спираль структуры такого рода не редкость в живой природе. ДНК, молекулы, которая несет генетический материал, принимает форму двойной спирали, то есть двойной прядь закручивают в спираль. По данным Dinnebier, однако структура, которая в настоящее время уже определены имеет поразительное сходство коллагеновых белков, в частности, таких, как те, нашли в соединительных тканях нашего организма. «Аминокислотной цепи коллагена кислоты также образуют тройные спирали», в кристаллограф объясняет.

Однако, исследователи Макса Планка в Штутгарте не могли использовать образец материала из выцветы на рельеф Torretti овчарки для их структурного анализа. «Соответствующие дифракции рентгеновского излучения требует количествах, что вы не можете получить от произведения такого рода», — объясняет Себастьян Бетт рабочей группы по Dinnebier. Поэтому исследователям пришлось синтезировать собственный ацетат кальция полугидрата, что они и сделали, оставив решение ацетат кальция в терракотовый горшок на низкой атмосферной влажности в течение полугода. За это время раствор медленно пропускают через поры стенки горшка и кристаллизуется на внешней стороне, как ацетат кальция полугидрата. «Тогда мы были в состоянии использовать этот порошок для проведения рентгеноструктурного анализа», — говорит Бетт. Это показало положение отдельных атомов относительно друг друга, а следовательно и структуре вещества.

Обычно большой клетки

«Это удивительно, чтобы обнаружить спиральные структурный мотив в относительно простые соединения, такие как ацетат кальция полугидрата», — говорит восторженный Роберт Dinnebier. За более чем 30 лет работы по структурного анализа с помощью дифракции рентгеновских лучей, он видел много кристаллических структур и не может быть легко удивлены. Но он был поражен тройной спирали, которая в настоящее время уже определены.

Видимо, исследователи были также удивлены необычным размером элементарной ячейки. Кристаллографов использовать этот термин для обозначения наименьший повторяющийся фрагмент кристаллической структуры. Объемом около 12 000 ångströms куб., одну единицу ячейку анализируемого вещества в несколько десятков раз больше, чем наиболее распространенные элементарные ячейки простой соли и содержит 64 ионов кальция. «Это невероятно большое количество сравнительно простых соединений только с тремя компонентами, а именно кальция, ацетата и воды», — говорит Бетт.

С другой стороны, Роберт Dinnebier теперь считает, что структурное сходство с белками коллагена вполне правдоподобным: «действительно, самая распространенная аминокислота коллагена-это глицин.» Как самый простой из всех аминокислот, это тесно связано с уксусной кислотой на молекулярном уровне, а следовательно, и его соли, ацетата. Если заменить атом водорода аминогруппы в молекуле уксусной кислоты, вы получаете глицин. Исследователи в Штутгарте сейчас считаю вероятным, что винтовой глицинат кальция тоже существует. В принципе, Dinnebier считает его «захватывающим», что эти «сложные спиральные структуры, безусловно, не ограничивается цепочек аминокислот. Скорее, они могут также сформировать в другом месте при определенных обстоятельствах.»

Возможно шаблон для белков спиральные структуры

Благодаря своей схожести с коллагеном, исследователи сейчас остро заинтересованы в ацетат кальция полугидрата в качестве вещества. Себастьян Бетт говорит: «в эволюции, коллаген играет ключевую роль в переходе от одноклеточных к многоклеточным организмам, и поэтому также в появлении тканей».Теперь, ацетат кальция полугидрата или потенциальный глицинат кальция может открыть совершенно новые возможности бионеорганической. «Например, мы уже знаем, что двойная спираль ДНК может быть использован в качестве шаблона, чтобы вызвать другие химические соединения кристаллизуются в спиральную структуру», — говорит Бетт. «Это не большой скачок воображения, чтобы использовать продемонстрировал тройной спирали в качестве шаблона для белков спиральные структуры, например.»

сделать разницу: спонсорские возможности