东京理工大学 开发了一种多嵌段两亲物VF
当VF掺入脂双层膜时，VF形成了一个超分子离子通道
心室颤动的离子转运特性可以通过加入(R)-普萘洛尔(一种被称为抗心律失常剂的芳香胺)可逆地转换，然后加入β-环糊精将其除去
信用:东京理工大学 东京理工大学(东京理工大学)和日本东京大学的科学家们首次合成了一种新型人工跨膜离子通道，该通道模仿了一种自然发现的参与神经元信号传递的跨膜通道，该通道对化学和电刺激都有反应
鉴于其整体性质，这种人工通道为细胞运输和信号传导的新基础研究、药物开发的新可能性以及新型生物传感器的潜力打开了大门
一条维系复杂生物系统微妙平衡的关键线索是跨膜离子通道
这些是嵌入细胞膜的超分子或多分子离子和分子交换途径，以确保进出细胞的基本化学物质运输，并促进细胞信号传导
近年来，模拟天然离子通道的结构和功能的合成生物分子作为研究这些通道的基础的模型，甚至创造药物替代品或开发先进的生物传感器，引起了分子生物学研究者的极大兴趣
然而，尽管已经开发出了几种良好的合成离子通道，但是它们中的大多数仅通过单一刺激被激活，并且没有一种是科学家所称的“各向异性双刺激响应”，或者是可以由两种特定类型的刺激激活和控制的离子通道，这两种刺激依赖于膜内结构的偏置取向
这限制了该领域的研究范围
现在，最后，来自东京理工大学和日本东京大学的一组科学家成功合成了一种类似于天然各向异性双刺激反应通道的生物分子:瞬时受体电位melasta tin 8 (TRPM8)，它是神经元信号传递的基础
他们的渠道被称为VF，他们的突破发表在《美国化学学会杂志》上
VF是一种多嵌段两亲性(它具有亲水性和亲脂性)分子，可以组装形成超分子通道
嵌段中的每个单元包含有机亲脂性/疏水性部分，该部分具有六个氟原子，这些氟原子将其定位在细胞膜的脂双层内，并赋予其极性；磷酸酯基团，其确保结构偏向其方向(磷酸侧朝向细胞外空间)；以及疏水单元之间和末端上有助于刺激响应性的柔性乙二醇亲水链
科学家对这种结构的研究表明，通过控制施加电压的极性和幅度，通道可以被激活
教授
该团队的首席科学家Kazushi Kinbara解释说:“如果不施加电压，VF的疏水单元就会相互排斥，这样它们就会在空间上相互分离，并且不会形成清晰和功能性的跨膜离子通道
当施加电场矢量与VF的极性反平行的电压时，VF内的电子分布发生位移，减弱疏水单元之间的排斥并增强它们的面对面堆积
这导致整个分子的构象变化，从而导致超分子通道的形成，该通道可以有效地将离子传输通过膜
" 科学家发现，第二个刺激与磷酸酯和疏水单元之间连接处配体(R)-普萘洛尔的结合有关
作为教授
金巴拉解释说，“(右)-普萘洛尔是一种抗心律失常药，已知可阻断电压门控钠通道
此外，我们以前的研究表明，它与磷酸酯基团和芳香单元相互作用，以定位在通道孔内并阻断离子传输
这就是为什么我们选择它作为我们的研究
“他们的核磁共振波谱揭示了它在磷酸盐位点的结合，它完全抑制了电流，从而抑制了VF的离子通道活性
通过加入β-环糊精将其除去，使通道重新活化
像这样的可逆配体结合是通过调节跨膜离子通道维持体内稳态的关键
VF的高度调节取向允许对这种配体分子的各向异性反应
金巴拉说
“随着我们在这项研究中的成功，现在有很大的潜力来感知和操纵各种生物重要事件
" 事实上，随着VF的合成，适合于生物系统中普遍存在的可变细胞环境，也许在分子生物学领域出现了新的研究可能性
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