Shuhei Furukawa del Instituto de Ciencias Integradas de Materiales Celulares de la Universidad de Kyoto iCeMS y sus colegas en Japón sintetizaron moléculas porosas de forma poliédrica que giran en una doble capa de lípidos, exponiendo aberturas de diferentes formas. Estas aberturas permitieron que la molécula condujera ionesde un lado de la membrana lipídica artificial al otro de dos maneras distintas: los químicos habían sintetizado previamente moléculas que conducen iones a través de una membrana lipídica, pero la incorporación de dos aberturas diferentes en una sola molécula permaneció esquiva.
Los canales iónicos son proteínas porosas presentes en las membranas de todas las células vivas. Son responsables de gestionar el transporte de iones a través de la membrana celular, creando señales eléctricas que inician varios procesos celulares. La mayoría de los canales iónicos tienen una única apertura, pero una únicala familia de canales tiene dos. A los investigadores les gustaría tener una comprensión más clara de cómo funcionan estos canales de dos poros y si podrían estar implicados en algunas enfermedades. Diseñar canales sintéticos es una forma de hacerlo.
Furukawa y su equipo sintetizaron una molécula hecha del elemento químico rodio. La molécula tiene forma de cuboctaedro, con ocho caras triangulares y seis caras cuadradas. La molécula a base de rodio fue incrustada en una doble capa de lípidos. El equipo luego sintetizócadenas alcoxi cortas y largas hechas de moléculas de hidrógeno, carbono y oxígeno, que unen la molécula a los lípidos circundantes.
Descubrieron que la molécula a base de rodio giraba dentro de la bicapa lipídica, exponiendo en cualquier momento un canal triangular más pequeño o un canal de forma cuadrada más grande. Cada forma condujo a un estado diferente de conductancia eléctrica.gire más lentamente cuando esté unido a las cadenas alcoxi más largas, aumentando la cantidad de tiempo que el canal permaneció abierto antes de que la molécula continuara su rotación.
"La dinámica de rotación es la clave para cambiar entre distintos estados de conductancia para exponer las aberturas triangulares o cuadradas a la fase acuosa", escriben los investigadores en su estudio publicado en la revista Chem .
El equipo también descubrió que cambiar el metal que usaron de rodio a cobre cambió la permeabilidad de la molécula: mientras que la molécula a base de rodio es permeable a los iones con dos cargas positivas, como el calcio, la molécula a base de cobre solo transporta iones con una solacarga positiva, como el potasio.
Se están realizando más estudios para mejorar el diseño de la molécula para que los poros se abran con más frecuencia y las moléculas se puedan cambiar de un estado a otro utilizando estímulos externos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Kyoto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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