机械敏感离子通道在生理活动中发挥着至关重要的作用,在生理活动过程中,微小的机械刺激会引起膜张力,触发离子通道的变形,并进一步转化为重要的电化学信号。许多研究已经开发出具有刚性模量的人工离子通道来模拟机械感觉行为,并且通过高压诱导的流动表现出电化学响应。然而,制造能够在剧烈变形时调节特定离子传输的柔性机械敏感通道仍然是一个挑战。北京航空航天大学高龙成展示了由聚异戊二烯-聚乙烯-4-乙烯基吡啶自组装的仿生高密度弹性体通道,其局域由纳米通道变形引起的超机械敏感性氯离子输运能力。
本文要点
(1)PI形成的连续弹性基质可以将外力传递为内部张力,而P4VP形成跨膜氯化物通道,这些通道经历剧烈变形并对机械刺激做出反应。
(2)集成且柔性的氯化物通道在0.2毫巴的低压下呈现出显著且稳定的电化学信号。这项研究首次展示了人工机械感觉氯化物通道,这将为设计柔性和响应性通道系统提供一条有前途的途径。
Chao Li, et al. Ultra-mechanosensitive Chloride Ion Transport through Bioinspired High-Density Elastomeric Nanochannels. JACS. 2023
DOI:10.1021/jacs.3c07675
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c07675