Перспективные биологические наноматериалы – ионные каналы в качестве селективных нанопор

Трансмембранные ионные каналы – это один из типов наносборок, который наделен особыми функциями. Белки, принадлежащие этому классу, в результате самосборки образуют внедренные в мембрану селективные фильтры, которые пропускают одни ионы, задерживают другие. Наиболее распространенными является натриевые, калиевые и кальциевые каналы. Все они задействованы в электрофизиологических процессах, обеспечивающих управление мышечным аппаратом со стороны ЦНС.

На развитие представлений о структурных основах высокой селективности ионных наноканалов в большей степени повлияли работы Р. Маккинона. Он первый, кто смог кристаллизовать белок ионного канала, а затем определить его структуру с высоким разрешением. Эти достижения не остались без внимания. Они были поощрены «нобелько» 13 лет назад. Позже установлена структура прочих ионных каналов. Данные, касающиеся нюансов структуры, биохимии и биофизике каналов на перспективу найдут практическое применение при проектировании селективных нанофильтров.

Молекулярные сборки, играющие роль каналов, присущи практически всем организмам. Высшие эукариоты располагают несколькими формами каналов каждого типа. В любом случае они управляются физическими и химическими сигналами. Это реальные примеры прецизионных наноклапанов, открывающихся и закрывающихся под действием внешнего управляющего сигнала. Подобные свойства говорят о возможности их использования в конструкциях нанодетекторов и наносенсоров. Не исключена вероятность создания искусственных наноканалов.

Образование пор в клеточной мембране – это следствие работы токсических веществ, которые вырабатываются некоторыми организмами. Механизм таков: токсины внедряются в липидную мембрану, делают в ней сквозные поры. Результат – неконтролируемый ток ионов через мембрану, приводящий к расстройству функций и часто к гибели клетки. Нельзя не отметить, что такие токсины уже нашли практическое применение.

Написать ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *