细菌钠通道(Nav Ms)中"次级螯合"机制：共享水介导的钠离子选择性渗透

来自国际团队的研究人员通过分子动力学模拟揭示了细菌钠通道Nav Ms的离子选择机制。该研究首次提出"次级螯合"概念——通道选择性滤器通过氢键精确识别Na+ 水合壳的八面体构型，而K+ 的方形反棱柱构型会导致水合壳变形产生能量壁垒。这一发现为理解钠通道选择性提供了新范式，对神经电信号传导研究具有重要启示。

　　

细菌钠通道(Na_v
Ms)作为膜蛋白家族成员，其选择性渗透钠离子的分子机制长期困扰学界。最新研究发现，该通道采用独特的"次级螯合"策略——选择性滤器并不直接结合裸露离子，而是通过羧基/羰基形成的保守位点，与Na⁺
水合壳建立氢键网络。

分子动力学模拟显示，Na⁺
以完美的八面体水合构型通过通道时，其水分子与滤器形成类液态水的氢键环境，实现高效传导。相比之下，K⁺
的方形反棱柱水合壳在狭窄滤器内发生形变，需克服显著能量障碍。这种通过"感知"水合壳构型来区分离子的机制，与钾通道(K⁺
-channels)直接"初级螯合"离子的传统模式形成鲜明对比。

研究还发现，尽管Na_v
Ms滤器允许两种离子保持完全水化状态，但几何约束产生的选择性压力使Na⁺
传导效率比K⁺
高三个数量级。这种基于水分子介导的离子识别范式，可能普遍存在于各类生物孔道中，为设计新型离子筛分材料提供了仿生学启示。