【最新资讯】导电纳米孔

张明 2024-07-24

在广泛的传感应用中，跨膜β-桶barrels，具有相当大的潜力。目前纳米孔传感器的工程方法，仅限于自然发生的通道，这提供了次优的起始点。相比之下，从头蛋白质设计原则上，可创建无限数量、具有任何所需特性的新纳米孔。

近日，美国华盛顿大学（University of Washington）Samuel Berhanu，Sagardip Majumder等，在Science上发文，报道了一种通用的方法，以设计具有不同直径和孔几何形状的跨膜β-桶孔。

核磁共振和晶体学表征表明，设计是稳定折叠的，具有与设计模型相似的结构。这些设计具有与孔径相关的不同电导，范围从110微微西门子picosiemens（~0.5纳米孔径）到430微微西门子（~1.1纳米孔径）。这一方法，可助力传感和测序应用的跨膜纳米孔定制设计。

Sculpting conducting nanopore size and shape through de novo protein design.

通过从头蛋白质设计，塑造导电纳米孔的大小和形状。

图1: 雕刻β-桶几何形状。

图2. 设计纳米孔的生物物理特性。

图3. 实验确定的纳米孔结构与计算设计紧密一致特性。

图4. 设计纳米孔的电导。

β-桶蛋白barrel proteins结构简单，但对离子和小分子的正确折叠和跨膜传导，却有复杂的要求。

该项研究，开发了一种设计方法，从而产生了具有一系列跨膜链，以及从椭圆形到正方形到三角形几何形状的β-桶蛋白。在二级结构中，加入断裂breaks，以防止聚集并促进折叠成膜。研究表明，这些蛋白质传导离子，并具有有利于传感应用的特性。

文献链接

Samuel Berhanu et al. , Sculpting conducting nanopore size and shape through de novo protein design. Science 385, 282-288 (2024).

DOI:10.1126/science.adn3796

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn3796

本文译自Science。

内容来源：今日新材料

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