PoreDesigner调优溶质在一个健壮的和高度选择性渗透外膜孔隙
单分散的angstrom-size毛孔嵌入在一个合适的高度选择性膜基分离矩阵是有前途的。他们可以提供大量的水处理和节能小分子bioseparations。等毛孔目前膜蛋白在生物膜(主要是aquaporin-based)随处可见但难以实现合成工业膜和适度的选择性没有可调的选择性。我们现在PoreDesigner,设计工作流程重新设计的beta-barrel外膜蛋白F作为框架来访问三个具体孔设计,排除溶质比蔗糖(> 360 Da),葡萄糖(> 180 Da),分别和盐(> 58 Da)。PoreDesigner也使我们能够设计任何指定孔隙大小(生成3 - 10),工程师孔隙轮廓,化学。这些重新设计的毛孔可能适合进行sub-nm水分离与渗透率超过古典生物水通道,水通道蛋白,一个数量级以上每通道每秒超过100亿个水分子。
渗透渗透率(左)和离子电导(右)的野生型Ompf三聚物相比,螺旋状(CSD),统一的孔隙闭合(UCD)和偏心孔关闭(OCD)设计突变体。渗透在平衡条件下渗透率计算,而离子电导测量应用500 mV跨膜的偏见。
水平均入住率在野生型和突变体Ompf单体插图作为一种绿色等值面(0.3克/立方厘米)在透明蛋白通道。
(左)野生型和突变体孔隙大小之前和之后在MD模拟平衡。的CSD Ompf通道是唯一通道偏离初始孔隙大小。(右)的平均数之间的氢键水和Ompf频道里面的每个区域的孔隙上图所示。