超向运输工具设计原则的合理性探讨

健康作者 / 世界之声 / 2025-09-03 00:11
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  将不渗透分子内化到细胞中的挑战一直存在于药物开发中,特别是水溶性生物活性化合物,它们不能扩散穿过细胞膜。为了克服这个

  将不渗透分子内化到细胞中的挑战一直存在于药物开发中,特别是水溶性生物活性化合物,它们不能扩散穿过细胞膜。为了克服这个问题,各种人工转运体,包括聚合物、脂质和阳离子穿透肽,已经被设计出来。迄今为止,这些载体主要依赖于两亲性作为使它们能够穿过脂质双分子层的关键特性。然而,由于两亲性分子的固有特性,这些转运体经常受到限制。例如,它们的类似清洁剂的行为会导致细胞膜损伤,导致毒性问题,并且它们的聚集倾向可能会限制它们在高浓度下的效用。

  最近,由于生物化学和分子材料研究中心(CiQUS, USC)的Javier Montenegro教授小组和Constructor大学(不来梅,德国)的Werner M. Nau教授小组的合作,一种通过膜传递亲水性分子的新方法已经出现,利用它们与超超向硼团簇的超分子结合。与两亲性分子观察到的传统机制不同,高卤化近十二溴酸盐促进的运输是通过混沌效应而不是两亲性激活来实现的。这种混沌膜运输表现出焓驱动的特征,不同于在经典疏水效应中观察到的特征,归因于脱水效应和分散相互作用。

  最近,来自CiQUS (USC), Constructor大学(不来梅,德国)和捷克科学院(?e?,捷克共和国)的研究人员在Angewandte Chemie International Edition上发表了一项研究,该研究促进了对硼簇载体结构特征的理解,并建立了第一套混沌性膜转运体的合理设计原则。事实上,这种新型簇载体的运输效率取决于它们对膜和货物的亲和力之间的仔细平衡,这种平衡随着它们的混沌性而变化。然而,定义混沌输运的结构-活性参数仍有待阐明。这项新发表的研究通过将卤素组成与硼核尺寸解耦来研究朝向输运的调制。为此,我们考虑了两组球状硼团簇:十硼酸盐(B10x102?)和十二硼酸盐(B12X122?)系列,它们的X=H, Cl, Br, i。这些组在核心中具有不同数量的硼原子,分别为10和12,因此,每个同源团簇对具有相同类型的取代基,但具有不同的大小和几何形状。通过这种方式,可以将簇大小和极化率的影响与卤素取代基本身的性质分离开来。

  研究了不同亲水性多肽模型载体对不同载体的膜裂解性能、细胞毒性和转运效率。囊泡和细胞实验表明,通常,高的混沌性、簇大小和极化性导致与运输货物分子的高亲和常数,在囊泡和细胞中更有效的膜运输,但也有更高的膜裂解倾向和细胞毒性,可能是由于与生物膜的相互作用太强。因此,它证明了载体效用的窗口,这是达到一个中间簇的大小。

  这项工作为设计和实现具有潜在膜运输能力的朝向团簇及其配方提供了蓝图,通过证明重阴离子硼酸盐团簇载体的大小和极化性,而不是它们的化学成分,是控制朝向膜运输的基本参数

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