Canaux d'eau artificiels - vers des biomimétiques d'Aquaporine – Waterchannels

Dans les systèmes biologiques, les canaux naturels et les pores transportent les métabolites à travers les membranes cellulaires. Les chercheurs ont exploré les architectures de canaux ioniques artificiels afin d’imiter la conduction ionique naturelle. Tous ces systèmes synthétiques ont produit une impressionnante collection de canaux ioniques artificiels alternatifs. Étonnamment, les chercheurs ont fait beaucoup moins de progrès dans la formulation des canaux d'eau synthétiques.

Le développement de canaux et de pores d'eau biomimétiques synthétiques pourrait contribuer à une meilleure compréhension de la fonction naturelle des canaux protéiques et pourrait offrir de nouvelles stratégies pour générer des systèmes de purification d'eau hautement sélectifs et avancés. Malgré le travail créatif des chimistes de synthèse pour produire des architectures sophistiquées qui confinent les agrégats d'eau, la plupart des canaux d'eau synthétiques utilisent encore les parties sélectives des canaux protéiques naturels intégrés dans des systèmes artificiels. Ces systèmes combinent des protéines naturelles qui présentent des états de haute conductance de l'eau dans des conditions naturelles avec des matrices artificielles lipidiques ou des polymères.

Des résultats expérimentaux ont montré que des biomolécules naturelles peuvent être utilisées comme blocs de construction bio-assistés pour la construction de transporteurs d'eau hautement sélectifs à travers des membranes artificielles. La prochaine étape pour développer le potentiel de ces systèmes a été la conception et la construction de composés plus simples qui maintiennent l'activité de conduction élevée obtenue avec des composés naturels conduisant à des canaux biomimétiques artificiels entièrement synthétiques. De telles études visent la réalisation des membranes artificielles pour le dessalement de l’eau avec une capacité de transport similaire aux structures naturelles.

Le passage à des systèmes de canaux d'eau plus simples offre une chance de mieux comprendre les comportements mécaniques et structuraux et de découvrir de nouveaux canaux d'eau artificiels qui pourraient être compétitifs avec les systèmes biomoléculaires.