瞬时自组装催化循环的再利用

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摘要

生命在非平衡状态下运行，从而产生各种复杂的行为。合成化学家一直致力于在自主分子机器和耗散自组装等领域模拟生物非平衡系统。这些工作的核心是开发新的化学反应循环，通过将化学燃料转化为废物，使系统脱离平衡状态。然而，由于难以找到构成一个循环的兼容反应，构建反应循环一直具有挑战性。在此，我们采用另一种方法，将已知的催化循环重新用作驱动耗散自组装的化学反应循环。这种方法可以克服兼容性问题，因为已知催化循环中涉及的所有步骤都是在相同条件下同时进行的。我们的再利用方法适用于催化循环和驱动失衡系统的各种组合，这将大大拓宽失衡系统的范围。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

Repurposing a Catalytic Cycle for Transient Self-Assembly

Life operates out of equilibrium to enable various sophisticated behaviors. Synthetic chemists have strived to mimic biological nonequilibrium systems in such fields as autonomous molecular machines and dissipative self-assembly. Central to these efforts has been the development of new chemical reaction cycles, which drive systems out of equilibrium by conversion of chemical fuel into waste species. However, the construction of reaction cycles has been challenging due to the difficulty of finding compatible reactions that constitute a cycle. Here, we realize an alternative approach by repurposing a known catalytic cycle as a chemical reaction cycle for driving dissipative self-assembly. This approach can overcome the compatibility problem because all steps involved in a catalytic cycle are already known to proceed concurrently under the same conditions. Our repurposing approach is applicable to diverse combinations of catalytic cycles and systems to drive out of equilibrium, which will substantially broaden the scope of out-of-equilibrium systems.

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