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我科学家为诺奖解谜 细胞膜蛋白水通道有双开关

  本报讯 (记者 徐瑞哲) 美国科学家彼得·阿格雷博士因找到了允许水分子出入的细胞膜蛋白“水通道”,而荣获2003年度诺贝尔化学奖,但该通道的具体工作机制却一直是未解之谜。记者近日从中科院上海应用物理研究所获悉,我国科学家在此基础上续写下文,发现这种纳米级水通道上具有两把“锁”,分别通过力学和电学开关机制控制着水分子进出。

该研究成果已发表在国际权威学刊《美国科学院院刊》(PNAS)在线版上。

  在生物体内,蛋白水通道和周围的水溶液中都存在电荷。在纳米和分子尺度上,这些通道因为热噪音效应引起力学形变和电荷移位,这会否影响水通道的开或关?上海应用物理所方海平课题组与浙大、浙江师大、IBM公司研究所和哥伦比亚大学科研人员合作,采用纳米级“碳管”作为生物膜蛋白水通道的简化模型开展研究,结果发现,水分子在通过水通道时,不仅对作用在水通道管壁上的力学响应具有开关特性,对管壁上的电荷响应也有极好的开关特性。研究表明:有效力学信号会导致管壁产生足够大的形变,由此带来开或关的状态变化;而只有在水分子与外界电荷的作用距离非常接近时,通道才会响应,迅速开或关。

  专家认为,这一新发现的机制不仅对生物化学有意义,对设计人工分子机器也具有一定启示性。

(责任编辑:陈中)
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