精确的蛋白质排序和折叠会生成具有结构和化学多样性的天然通道,这两者对人们实现在天然系统中见到的质子传输性能至关重要。用肽,DNA,碳纳米管,序列明确的聚合物和有机框架可以制造出几何明确的通道。但是,这些通道都无法与相应的自然通道匹敌。近日,加州大学伯克利分校Ting Xu等研究发现,在不形成原子结构通道的情况下,基于四单体的随机杂聚物(RHPs)可以模拟膜蛋白,并具有类似于天然质子通道的跨脂质双层选择性质子转运的速率。对RHP中单体分布的统计控制可使疏水性片段异质性,这有助于将单个RHP插入脂质双层中;它还可以使跨膜链段包含极性单体,这促进了质子运输氢键链的形成。该工作表明,通过RHP链之间的统计相似性以及单体化学多样性提供的模块性,以在异构系统中实现一致的行为,来实现适应性的重要性。该研究结果还证实了统计随机性是一种未曾探索的方法,可以以可预测的方式在单聚合物链水平上实现类似蛋白质的行为。
Tao Jiang, Ting Xu*, et al. Single-chain heteropolymers transport protons selectively and rapidly. Nature, 2020
DOI: 10.1038/s41586-019-1881-0