生物体内存在丰富多样的分子机器，其中一项重要功能是控制体内物质的运输来维系生命体的正常运作，例如转运蛋白对离子及小分子物质的跨膜运输，而跨膜蛋白功能的失调将会导致一些重大疾病的产生。由于很多天然跨膜蛋白的转运机理尚不明确，因此，化学家、生物学家希望构筑人工合成体系来模拟这些蛋白的结构与功能，从而为研究其运输机理提供简单模型，并为治疗相关疾病提供潜在药物。
受生物分子机器的启发，曲大辉和包春燕教授展开合作，首次提出利用人工合成的分子机器——分子轮烷独特的梭动性质来实现转运蛋白结构与功能的模拟，进行高效、选择性的离子跨膜运输。在前期研究基础上，研究人员成功设计合成出[2]轮烷分子体系。该轮烷分子就像缆车一样，横跨磷脂双分子层，通过位点间的布朗运动实现离子的被动运输。研究证明，轮烷的随机滑动加速了离子跨膜传输，而冠醚识别大环的引入实现了钾离子的选择性运输。虽然人工分子机器在很多生物领域中得到应用，但应用在人工离子跨膜传输领域还是首次。
该论文由博士生陈素君和硕士生王一川在包春燕、曲大辉的共同指导下完成，同时还获得了田禾院士、朱麟勇教授、龚学庆教授、杨弋教授的支持和指导。该研究成果得到了国家自然科学基金、上海市科技重大专项以及“111”引智计划等资金的支持。
发布日期：2018年12月03日09时05分
