為了進(jìn)一步探索天然多門控離子通道的機(jī)制，杭州師范大學(xué)劉俊秋教授、閆騰飛教授和西北工業(yè)大學(xué)戚震輝教授開發(fā)了一種新型的仿生蝶形K+通道GnC7(n = 3,4)，具有機(jī)械和pH雙重響應(yīng)性以及優(yōu)異的K+/Na+選擇性(G3C7: 34.4；G4C7: 41.3)。
本文要點(diǎn)：
（1）弧形機(jī)械旋轉(zhuǎn)使得這些由聚丙烯亞胺樹狀大分子和苯21-冠-7-醚構(gòu)成的通道具有較高的K+運(yùn)輸活性(EC50：G3C7為0.72 μM；G4C7為0.9 μM)。動態(tài)模式依賴于源自高度對稱的內(nèi)核和多個分子內(nèi)氫鍵的蝶形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，GnC7可以感知施加于脂質(zhì)體/細(xì)胞的機(jī)械刺激，然后相應(yīng)地調(diào)整K+轉(zhuǎn)運(yùn)速率，并且其能夠通過pH控制的主-客體絡(luò)合實現(xiàn)K+運(yùn)輸?shù)目赡骈_/關(guān)。
（2）實驗結(jié)果表明，G4C7誘導(dǎo)的超快細(xì)胞K+外排（9分鐘內(nèi)70%）可通過引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和劇烈的Ca2+火花以有效地觸發(fā)線粒體依賴性癌細(xì)胞凋亡。綜上所述，該研究能夠為生物類似物的動態(tài)行為提供新的見解，并進(jìn)一步推動人工離子通道和治療制劑的創(chuàng)新設(shè)計和發(fā)展。
Yaqi Wu. et al. Mechanosensitive and pH-Gated Butterfly-Shaped Artificial Ion Channel for High-Selective K+ Transport and Cancer Cell Apoptosis. Advanced Materials. 2025
DOI: 10.1002/adma.202416852
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202416852
