清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Efficient Sodium Transmembrane Permeation through Helically Folded Nanopores with Natural Channel-Like Ion Selectivity

化学 渗透 选择性 纳米孔 跨膜蛋白 离子运输机 离子 离子通道 纳米技术 有机化学 生物化学 材料科学 受体 催化作用
作者
Lei Zhang,Jun Tian,Ze Lin,Zeyuan Dong
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (12): 8500-8507 被引量:8
标识
DOI:10.1021/jacs.3c14736
摘要

The selective transmembrane permeation of sodium ions achieved by biomimetic chemistry shows great potential to solve the problem of sodium ion transport blockade in diseases, but its implementation faces enormous difficulties. Herein, we design and synthesize a series of helically folded nanopores by employing a quinoline-oxadiazole structural sequence to finely replicate the pentahydrate structure of sodium ions. Surprisingly, these nanopores are capable of achieving sodium transmembrane permeation with ion selectivity at the level of natural sodium channels, as observed in rationally designed nanopores (M1–M5) with Na+/K+ ion selectivity ratio of up to 20.4. Moreover, slight structural variations in nanopore structures can switch ion transport modes between the channel and carrier. We found that, compared to the carrier mode, the channel mode not only transports ions faster but also has higher ion selectivity during transmembrane conduction, clearly illustrating that the trade-off phenomenon between ion selectivity and transport activity does not occur between the two transport modes of channel and carrier. At the same time, we also found that the spatial position and numbers of coordination sites are crucial for the sodium ion selectivity of the nanopores. Moreover, carrier M1 reported in this work is totally superior to the commercial Na+ carrier ETH2120, especially in terms of Na+/K+ ion selectivity, thus being a potentially practical Na+ carrier. Our study provides a new paradigm on the rational design of sodium-specific synthetic nanopores, which will open up the possibility for the application of artificial sodium-specific transmembrane permeation in biomedicine and disease treatment.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
schuang完成签到,获得积分10
6秒前
li完成签到,获得积分10
18秒前
斯文败类应助XXXXzy采纳,获得30
23秒前
31秒前
XXXXzy发布了新的文献求助30
37秒前
胡国伦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Owen应助XXXXzy采纳,获得30
1分钟前
eirwyn发布了新的文献求助10
1分钟前
可夫司机完成签到 ,获得积分10
1分钟前
eirwyn完成签到,获得积分20
1分钟前
2分钟前
fhw完成签到 ,获得积分10
2分钟前
XXXXzy发布了新的文献求助30
2分钟前
2分钟前
冰凌心恋完成签到,获得积分10
2分钟前
晚风驳回了桐桐应助
2分钟前
Raul完成签到 ,获得积分10
2分钟前
sowhat完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
小迪迦奥特曼完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
子车茗应助SamYang采纳,获得20
3分钟前
3分钟前
XXXXzy发布了新的文献求助30
3分钟前
liu完成签到 ,获得积分10
3分钟前
紫陌完成签到,获得积分0
3分钟前
贰鸟应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得50
4分钟前
Yan完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
啊蒙发布了新的文献求助10
4分钟前
4分钟前
啊蒙完成签到,获得积分10
4分钟前
X519664508完成签到,获得积分0
5分钟前
5分钟前
001完成签到,获得积分10
6分钟前
6分钟前
002完成签到,获得积分10
6分钟前
003完成签到,获得积分10
6分钟前
高分求助中
【重要!!请各位用户详细阅读此贴】科研通的精品贴汇总(请勿应助) 10000
Semantics for Latin: An Introduction 1099
醤油醸造の最新の技術と研究 1000
Plutonium Handbook 1000
Three plays : drama 1000
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 640
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 530
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4112217
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3650630
关于积分的说明 11559982
捐赠科研通 3355201
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1843186
邀请新用户注册赠送积分活动 909298
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 826176