在药物开发中，如何将不渗透的分子有效地内化到细胞内一直是一个挑战，尤其是对于那些水溶性生物活性化合物，它们无法穿透细胞膜。为了解决这一问题，各种人工转运体如聚合物、脂质和阳离子穿透肽被设计出来。迄今为止，这些载体主要依赖于两亲性这一特性，使其能够穿越脂质双分子层。然而，由于两亲性分子的固有特性，这些转运体常常受到限制。例如，它们类似清洁剂的特性可能会损伤细胞膜，导致毒性问题，同时它们的聚集倾向也可能限制其在高浓度下的有效性。
最近，生物化学和分子材料研究中心(CiQUS, USC)的Javier Montenegro教授团队与Constructor大学(不来梅，德国)的Werner M. Nau教授团队合作，提出了一种新方法，通过膜传递亲水性分子，利用它们与超超向硼团簇的超分子结合。与传统的两亲性分子机制不同，高卤化近十二溴酸盐促进的运输是通过混沌效应而非两亲性激活实现的。这种混沌膜运输展现出焓驱动的特征，与经典疏水效应中的特征不同，主要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(Řež，捷克共和国)的研究人员在Angewandte Chemie International Edition上发表了一项研究，增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。实际上，这种新型簇载体的运输效率依赖于它们对膜和货物的亲和力之间的精细平衡，而这种平衡会随着它们的混沌性而变化。然而，混沌输运的结构-活性参数仍需进一步阐明。这项新研究通过将卤素组成与硼核尺寸解耦，探讨了对运输的调制。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，其中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，每个同源团簇具有相同类型的取代基，但大小和几何形状不同。通过这种方式，可以将簇的大小和极化率的影响与卤素取代基本身的性质分开。
研究了不同亲水性多肽模型载体对膜裂解性能、细胞毒性和转运效率的影响。囊泡和细胞实验表明，通常情况下，高混沌性、簇大小和极化性会导致与运输货物分子的高亲和常数，从而在囊泡和细胞中实现更有效的膜运输，但也伴随更高的膜裂解倾向和细胞毒性，这可能是由于与生物膜的相互作用过于强烈。因此，这证明了载体效用的窗口，指向一个中间簇的大小。
这项研究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，证明了重阴离子硼酸盐团簇的大小和极化性，而非它们的化学成分，是控制朝向膜运输的关键参数。
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希望本篇文章《揭示超向运输工具的设计原则新视角》能对你有所帮助！
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