水通道蛋白 (AQP) 是
生物水通道,以具有离子排斥的快速
水传输(~10(8)-10(9) 个分子/s/通道)而闻名。很少有合成通道被设计来模拟这种高透
水性,并且没有一个能在显着
水平上排斥离子。先前已表明选择性
水易位依赖于跨越 AQP 孔的
水线,这些
水线会反转其方向,并结合相关的通道运动。没有报道
水线的偶极取向与其对
水和质子易位的影响之间的定量相关性。在这里,我们使用互补的 X 射线结构数据、双层传输实验和分子动力学 (MD) 模拟来获得关键见解并量化传输。我们报告了具有 2.6 Å 孔的人工
咪唑四重奏
水通道,类似于 AQP 通道,将定向偶极
水线封装在密闭的手性导管中。这些通道能够传输约 10(6) 个
水分子/s,在 AQP 速率的 2 个数量级内,并拒绝除质子之外的所有离子。质子传导率很高(~5 H(+)/s/通道),大约是中性 pH 值下 M2 质子通道的一半。手性是影响通道效率的关键特征。