基于N-杂环卡宾金属配合物的高效 uphill 阴离子转运蛋白

高效选择性阴离子转运由N-杂环羰基配合物介导，研究揭示了Ru、Pd、Ag、Cu等金属的NHC基化合物具有类ATP酶特性，其跨脂质双层运输EC50低至3.6 pM。

　　

摘要

跨膜离子传输在生物系统中起着至关重要的作用，这一自然现象激发了合成仿生技术的研发，推动了治疗学、分离技术、传感技术和生物电子学的发展。本文报道了一种由简单的氮杂环卡宾（NHC）有机金属化合物介导的高效且具有选择性的阴离子传输机制。以钌（Ru）作为中心金属和离子结合位点，我们系统地研究了七类有机钌支架，发现基于NHC的Ru复合物表现出极高的活性和选择性。将研究扩展到其他金属后，钯（Pd）、银（Ag）和铜（Cu）的NHC复合物也展现了显著的传输效率，其中iPrPh-NHC有机铜化合物的EC₅₀低至3.6 pM，超过了最活跃的离子转运蛋白之一——prodigiosin。值得注意的是，基于NHC的有机金属转运蛋白利用独特的配体结合动力学和膜扩散机制来产生跨膜电位，并驱动离子逆浓度梯度传输，这一过程类似于质子泵和ATP酶的运作方式。本研究为开发具有高效率、可调选择性和独特功能的有机金属离子转运蛋白奠定了基础。

图形摘要

含有氮杂环卡宾（NHC）配体的金属复合物能够高效且选择性地穿过脂质双层进行阴离子传输，其EC₅₀低至3.6 pM。此外，这些基于NHC的有机金属转运蛋白能够实现逆浓度梯度的离子传输，这一特性与质子泵和ATP酶相似。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。