فصل العناصر الأرضية النادرة المحسن بواسطة ديمر لانمودولين الحسّاس للمعادن

الملخص: تعتبر العناصر الأرضية النادرة الحيوية تكنولوجيًا صعبة الفصل بشكل يُعرف، بسبب الاختلافات الطفيفة في نصف قطر الأيون وعدد التنسيق. بروتين ربط اللانثانيد الطبيعي لانمودولين هو بديل مستدام لفصل مستند إلى استخراج المذيبات. هنا، نقوم بتوصيف لانمودولين جديد، من Hansschlegelia quercus (Hans -LanM)، بحالة أوليغومرية حساسة لنصف قطر أيون الأرض النادرة، حيث يكون الديمر الناتج عن الإنديوم (III) أقوى بأكثر من 100 مرة من الديمر الناتج عن الديسبروسيوم (III). توضح هياكل البلورات بالأشعة السينية كيف تنتقل الفروقات في نصف القطر على مقياس البيكومتر بين الإنديوم (III) والديسبروسيوم (III) إلى التركيب الرباعي لـ Hans -LanM من خلال تحول كربوكسيلي يعيد ترتيب شبكة الروابط الهيدروجينية في المجال الثاني. تُبرز المقارنة مع الهيكل النموذجي لانمودولين من Methylorubrum extorquens استراتيجيات تنسيق المعادن المختلفة، مما يبرر اختيار Hans -LanM الأكبر ضمن العناصر الأرضية النادرة. وأخيرًا، تعديل التركيب بناءً على الطفرات في بقايا رئيسية عند واجهة ديمر Hans -LanM ينظم الديمرة في المحلول ويسمح بالفصل القائم على العمود لعناصر نيدميوم (III)/ديسبروسيوم (III) إلى نقاء فردي يزيد عن 98%. تظهر هذه الأعمال تنوع التعرف الانتقائي للانثينيد، وتكشف عن الديمرة الحساسة للأرض النادرة كمبدأ بيولوجي يمكن من ضبط أداء عمليات الفصل القائمة على الجزيئات الحيوية.