Учёные впервые воссоздали жизненно важный калиевый канал природы
Международная команда учёных создала наноразмерное «сито», которое избирательно пропускает ионы и функционирует подобно калиевым ионным каналам — жизненно важным компонентам почти всех живых клеток.
Это первая синтетическая нанотрубка, обладающая:
- Равномерным диаметром (~8.8 Å).
- Способностью к самосборке.
- Гидрофобными свойствами.
В живых клетках калиевые каналы пропускают ионы калия (K⁺, атомный вес 39), но блокируют более мелкие ионы натрия (Na⁺, атомный вес 23). Новый синтетический канал демонстрирует ту же функцию, хотя его структура отличается от природной.
Ключевые этапы исследования:
- Вычисления (группа Сяо Чен Цзена, Университет Небраски-Линкольн): с помощью Holland Computing Center определили структуру трубок, обнаружив 8 возможных способов укладки молекул. Структуры стабильны при комнатной температуре.
- Синтез и измерение (группы Бин Гона и Чжифэна Шао): создали нанотрубки и измерили поток ионов.
- Рентгеноструктурный анализ выполнен в Advanced Photon Source (Национальная лаборатория Аргонн).
Перспективы применения:
- Опреснение воды.
- Доставка лекарств.
- Развитие селективности: функционализация внутренней стенки трубки позволит избирательно пропускать воду или другие ионы.
Исследование, поддержанное NSF и Nebraska Research Initiative, опубликовано в журнале Nature Communications (17 июля).