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 廈門大學化學化工學院新引進人才姜濤教授在博士后期間的模擬蛋白質功能高分子設計工作在線發表于《自然》雜志（Nature, 2020, 577, 216-220）。論文標題為“Single-Chain Heteropolymers Transport Protons Selectively and Rapidly”。姜濤教授為論文的第一作者，加州大學伯克利分校的Ting Xu教授為通訊作者。 

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-019-1881-0

發展有生物活性的人工材料一直是許多領域的研究焦點。跨膜離子通道由于在細胞信號轉導、物質傳遞、能量轉換等生命過程中發揮關鍵作用，是人工材料設計的一個重要目標。結構已知的天然離子通道蛋白在分子層面展示出極為精巧的序列與結構控制，這也使設計者長期希望通過搭建復雜膜內立體結構來尋求高效的離子通道功能。

近些年，可控膜內通道結構的研究已取得很大的進展，然而設計具有接近天然通道復雜度，以及同時在傳輸選擇性和速率上達到天然通道水平的人工材料仍有極大的挑戰性。

該工作提出了另一個研究思路，繞開復雜結構設計的難題，以離子跨膜傳遞的機理為設計基礎，以跨膜質子通道為目標，設計了可自發嵌入磷脂雙分子層的隨機序列兩親高分子，在膜內形成了動態氫鍵網絡作為質子跳躍傳遞途徑。

該高分子質子通道在傳遞速率和選擇性方面皆達到接近A型流感M2質子通道的水平。這項工作也介紹了如何通過四種單體的RAFT聚合，調控具有隨機序列和動態結構的高分子的整體化學性質，為關聯高分子序列與功能方面的研究提供了一個有效的方法。