Fischer; enzim-substrat etkileşimini açıklamak için hepimizin bildiği “anahtar-kilit” modelini öne sürmüştür. Bu modele göre enzimin üzerinde substratın üç boyutlu yapısını tamamlayan aktif bölgeler bulunmaktadır. Böylelikle substrat bir anahtar gibi kendisine özgü enzimin aktif bölgeleriyle etkileşir. Herhangi bir molekülün ne olduğunu anlamak bilim dünyasının en çok araştırdığı ve en çok merak ettiği konuların başında gelmektedir. Aslında doğaya baktığımızda her türlü kimyasal ve fiziksel etkileşimler, Hidrojen Bağı, Van Der Waals Kuvvetleri, Pi Etkileşimleri ve Hidrofobik Etki gibi entropik etkileri içine alan, kovalent olmayan etkileşimler sayesinde gerçekleşir. Vücudumuzda bir hastalık durumunda ortaya çıkan antikorlardan tutun da hücrenin yaşamsal fonksiyonlarının devam etmesi için gerekli olan bütün fonksiyonlar sadece molekülleri tanıdığı için gerçekleşir. Aksi taktirde ne hayatsal bir fonksiyon gerçekleşebilir ne de antikorların savunması gerçekleşebilir.
Tanıma veya tanımlama olarak adlandırabileceğimiz bu olay yapıların; doğada bulunan amino asitleri, aromatik halkaları, çeşitli karbon zincirlerini içerebilir. Hatta doğada hiç var olmayan sentetik polimer yapılarını da içerebilir. Hangi özelliği tanımaya ihtiyaç duyulursa o özellik için bu polimerler oluşturulabilir. Örneğin pH ve sıcaklık değişimi, elektrik ve manyetik alan gibi dış etkilere karşı tepkiler, uygun fonksiyonel gruplar kullanılarak sağlanabilir.
Moleküler baskılanmış polimerler, hedef molekülün bulunduğu ortamda organik monomerlerin çapraz bağlanması ile oluşan sentetik sistemlerdir.
Peki Bu Baskılanmış Yapılar Nasıl Hazırlanıyor?
Moleküler baskılanmış polimer hazırlama süreci üç adımdan oluşur.
1- Ön-Kompleksleşme: Hedef molekül ve fonksiyonel monomerler arasında kovalent bağlar ya da kovalent olmayan etkileşimler aracılığı ile kompleks oluşturulur.
2- Polimerleşme: Monomer-hedef molekül kompleksi, uygun bir çapraz bağlayıcı ve başlatıcı kullanılarak fonksiyonel monomer üzerinden polimerleştirilir. Polimer içindeki monomerlerin fonksiyonel grupları hedef molekül varlığında belli bir dizilime ve oryantasyona göre sabitlenirler. Böylelikle tanıma yeteneğine sahip üç boyutlu gözenekli polimer yapısı elde edilir
3- Yıkama (Elüsyon): Hedef moleküller uygun çözücüler yardımıyla polimerden uzaklaştırılır ve üç boyutlu yapısıyla hedef molekülün büyüklüğüne ve fonksiyonel gruplarına özgün bellekler meydana gelir.
Özelliklerine bakacak olursak;
- Moleküler baskılama polimerlerinin hazırlanmaları uzun süremez.
- Ucuz olduklarından maliyetleri düşüktür ve bu nedenle tercih
- Zor koşullarda bile uzun süre kalıcılıklarını
Kullanım Alanları
Moleküler baskılanmış polimerlerin çok sayıdaki kullanım alanından biri de istenmeyen maddelerin kandan uzaklaştırılmasıdır. Örneğin, kolesterol baskılanmış polimerler, kandan kolesterol uzaklaştırılması için ya da böbrek hastaları için diyalize alternatif bir çözüm sunabilirler. Kısacası kandaki istenmeyen molekülleri tespit edip onları uzaklaştırmanın en iyi seçeneği moleküler baskılanmış polimerlerdir.
Moleküler baskılanmış polimerler daha saf ilaç elde etmek için ilaç endüstrisinde de kullanılabilir. Direk olarak hastalık etkenine etki edebilecek nitelikte olduklarından bu alan araştırmaya çok elverişlidir. Bu polimerler çok işlevli biyosensör görevi de görebilirler. Yani aynı anda birden çok molekülün varlığını veya yokluğunu tespit edebilirler.
Ekosistemde de oldukça faydalı kullanılabilirler. Örneğin göllerin, dere ve toprakların temizlenmesi için kullanılabilirler.
Moleküler baskılanmış polimerler uzun süreli etkiye sahip olduklarından endüstriyel enzimlere alternatif olarak da kullanılabilirler.
Son yıllarda Hepatit B gibi hastalıkların kolay teşhisinde ve talasemi hastalarının kanından demirin uzaklaştırılması gibi tedavi amaçlı kullanılmasına yönelik çalışmalar mevcuttur.
