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  近日，ACS旗下著名學術期刊《J. Am. Chem. Soc.》以研究論文形式在線報道了華東理工大學費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心科研團隊將人工分子機器應用到離子跨膜傳輸方面的重要研究進展，論文題為“An Artificial Molecular Shuttle Operates in Lipid Bilayers for Ion Transport”（JACS, DOI: 10.1021/jacs.8b09580）。基于審稿人的高度評價，文章被選為Cover Paper。

  生物體內存在豐富多樣的分子機器，其中一項重要功能是控制體內物質的運輸來維系生命體的正常運作，例如轉運蛋白對離子及小分子物質的跨膜運輸。這些跨膜蛋白功能的失調將會導致一些重大疾病的產生。由于很多天然跨膜蛋白的轉運機理尚不明確，因此化學家、生物學家希望構筑人工的合成體系來模擬這些蛋白的結構與功能，從而為研究其運輸機理提供簡單模型以及為治療相關疾病提供潛在藥物。

  受生物分子機器的啟發，曲大輝教授和包春燕教授合作首次提出利用人工合成的分子機器-分子輪烷獨特的梭動性質來實現轉運蛋白結構與功能的模擬，進行高效、選擇性的離子跨膜運輸。在前期研究基礎上，研究人員成功設計合成出[2]輪烷分子體系，該輪烷分子就像是纜車一樣，橫跨磷脂雙分子層，通過位點間的布朗運動實現離子的被動運輸。研究證明輪烷的隨機滑動加速了離子跨膜傳輸，而冠醚識別大環的引入實現了鉀離子的選擇性運輸。雖然人工分子機器實現了很多生物領域的應用，但應用在人工離子跨膜傳輸領域還是首例。

  論文由博士畢業生陳素君和碩士畢業生王一川在包春燕教授，曲大輝教授共同指導下完成，同時獲得了田禾院士、朱麟勇教授、龔學慶教授、楊弋教授的大力支持和悉心指導。該研究成果得到了國家自然科學基金、上海市科技重大專項以及“111”引智計劃等資金的支持。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Fjacs.8b09580