近日，华东理工大学化学与分子工程学院包春燕教授课题组在超分子自组装人工离子通道研究领域取得了重要进展，该团队创新性地设计合成了一种“两面神”型碱基衍生物小分子，成功构建了新型自组装离子通道，为抗癌新药研发提供了新思路。
细胞膜作为生命活动的重要界面，镶嵌着多种功能蛋白，它们精密调控着能量转换、物质运输、信息识别与传递等关键生物学过程。其中，离子通道蛋白作为一类重要的膜蛋白，通过其独特的门控机制调控亲水性无机离子的跨膜运输，维持细胞内外离子浓度梯度，在细胞电位调控、神经传导、肌肉收缩等生理过程中发挥不可替代的作用。值得注意的是，离子通道蛋白的结构或功能异常与多种重大疾病的发生发展密切相关。为深入解析离子通道蛋白的工作机制及其病理学意义，研究人员致力于构建简化的人工合成体系来模拟其结构与功能，这不仅为揭示生命过程的分子基础提供了重要视角，更为相关疾病的诊断和特异性药物的研发奠定了理论基础。
与传统复杂的单分子离子通道相比，该研究利用超分子作用构建的自组装通道具有显著优势。受DNA/RNA互补氢键自组装的启发，研究团队巧妙设计了一种结构简单的'两面神'分子。通过定向互补的氢键相互作用，这些分子在磷脂膜中自发形成反平行带状组装，使两侧冠醚基团有序排列，构建出高效的离子传输通道。研究显示，这种精巧的带状自组装结构能够有效插入磷脂双分子层，实现钾离子的高效选择性跨膜转运。更引人注目的是，该通道可在癌细胞膜上形成超分子结构，触发细胞内钾离子外流，通过破坏细胞内外离子平衡诱导癌细胞凋亡。这一发现为开发新型抗癌药物提供了重要的理论依据。
本研究得到了国家自然科学基金、上海市科技重大项目以及上海市细胞代谢光遗传学技术前沿科学研究基地的资助。该工作不仅为开发高效、选择性人工离子通道提供了新视角，也为抗癌新药研发开辟了新途径，具有重要的科学意义和应用价值。
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