In Japan is een kooivormige organometaalverbinding gesynthetiseerd die zich als kunstmatig ionkanaal in een celmembraan laat monteren. Waarbij hij ook nog heen en weer schakelt tussen twee porieformaten, meldt het tijdschrift Chem.

Het metal-organic polyhedron (MOP) bestaat uit twee dozijn 1,3-benzeendicarboxylaationen die dienen als ribben. De twaalf hoekpunten bestaan elk uit twee rhodiumionen. Samen vormen ze een cuboctaëder met acht driehoekige en zes vierkante zijvlakken.

In elk zijvlak zit een gat en je kunt twee tegenover liggende driehoeken beschouwen als een porie. Twee tegenover elkaar liggende vierkanten natuurlijk ook. Door beide poriën blijken tweewaardige kationen, zoals Ca²⁺, te kunnen passeren. Maar de vierkante poriën zijn groter en laten bij een gegeven potentiaalverschil de ionen sneller door.

Vervang je rhodium door koper, dan krijg je een variant die alleen éénwaardige kationen zoals K⁺ doorlaat.

Door de ribben te garneren met alkoxyketens, kun je bereiken dat deze constructie tussen de lipiden van een celmembraan blijft hangen. Of het dan een driehoekige of een vierkante porie in dat membraan vormt, hangt af van de vlakken die toevallig boven en onder liggen. En in de praktijk blijkt het systeem dynamisch genoeg om het MOP langzaam te laten ronddraaien, zodat die vierkante en ronde poriën elkaar helemaal vanzelf afwisselen. Hoe snel dat gaat, hangt af van de lengte van de alkoxyketens.

Voorlopig is het vooral leuke chemie. Maar in de natuur bestaan ook ionkanalen met wisselende weerstand, al werken die met twee parallelle kanalen in één eiwit. De cuboctaëder zou een eerste aanzet kunnen zijn voor een modelsysteem waarmee je die kunt bestuderen.

bron: Kyoto University