Redox-regulierte synthetische Kanäle: Ermöglichung reversibler Ionenübertragung durch Modulation des Ionenpermeationspfades

Natürliche redox-regulierte Kanalproteine nutzen oft Disulfidbindungen als Redoxsensoren zur adaptiven Regulierung der Kanalkonformationen als Reaktion auf verschiedene physiologische Umgebungen. In dieser Studie entwickelten wir neuartige synthetische Ionenkanäle, die in der Lage sind, ihre Ionentransportfähigkeiten reversibel umzuschalten, indem wir mehrere Disulfidbindungen in künstliche Systeme einbrachten. Röntgenstrukturanalysen und elektrophysiologische Experimente zeigten, dass diese disulfidverknüpften Moleküle gut definierte röhrenförmige Hohlräume besitzen und effizient in Lipid-Doppelschichten eingesetzt werden können, um künstliche Ionenkanäle zu bilden. Noch wichtiger ist, dass die Disulfidbindungen in diesen Molekülen als redox-einstellbare Schalter dienen, um die Bildung und Störung von Ionenpermeationspfaden zu regulieren, wodurch ein Übergang im transmembranären Transportprozess zwischen dem ON- und dem OFF-Zustand erreicht wird.