В химии ионофор (от греческого ion и -phore «носитель ионов») представляет собой химический вид , который обратимо связывает ионы . [1] Многие ионофоры являются жирорастворимыми соединениями, которые переносят ионы через клеточную мембрану . Ионофоры катализируют перенос ионов через гидрофобные мембраны, такие как жидкие полимерные мембраны (ионоселективные электроды на основе носителя) или липидные бислои, обнаруживаемые в живых клетках или синтетических везикулах ( липосомах ). [1] Структурно ионофор содержит гидрофильный центр и гидрофобную часть, взаимодействующую с мембраной.
Некоторые ионофоры синтезируются микроорганизмами для переноса ионов в свои клетки. Были также получены синтетические переносчики ионов. Ионофоры, селективные к катионам и анионам, нашли широкое применение в анализе. [2] Было также показано, что эти соединения обладают различными биологическими эффектами и синергетическим эффектом в сочетании с ионом, который они связывают. [3]
Биологическая активность соединений, связывающих ионы металлов, может изменяться в ответ на увеличение концентрации металла, и на основе последних соединения могут быть классифицированы как «металлические ионофоры», «металлические хелаторы» или «металлические челноки». [3] Если биологический эффект усиливается за счет увеличения концентрации металла, он классифицируется как «металлический ионофор». Если биологический эффект уменьшается или изменяется при увеличении концентрации металла, он классифицируется как «хелатор металлов». Если на биологический эффект не влияет увеличение концентрации металла, а комплекс соединение-металл попадает в клетку, его классифицируют как «металлический челнок». ) был предложен Бертоном Прессманом в 1967 году, когда он и его коллеги исследовали антибиотические механизмы действия валиномицина и нигерицина . [4]
Многие ионофоры естественным образом вырабатываются различными микробами , грибами и растениями и действуют как защита от конкурирующих или патогенных видов. Также были синтезированы несколько синтетических трансмембранных ионофоров. [5]Существуют две широкие классификации ионофоров, синтезируемых микроорганизмами:
Ионофоры, которые переносят ионы водорода (H + , т.е. протоны) через клеточную мембрану, называются протонофорами . Ионофоры железа и хелатирующие агенты вместе называются сидерофорами .
Многие синтетические ионофоры созданы на основе краун-эфиров , криптандов и каликсаренов . Синтезированы также пиразол - пиридиновые и биспиразольные производные. [9] Эти синтетические виды часто являются макроциклическими . [10] Некоторые синтетические агенты не являются макроциклическими, например карбонилцианид- п -трифторметоксифенилгидразон . Даже простые органические соединения, такие как фенолы, проявляют ионофорные свойства. Большинство синтетических рецепторов, используемых в анионселективных электродах на основе носителя, используют переходные элементы или металлоиды в качестве анионных носителей, хотя известны простые органические рецепторы на основе мочевины и тиомочевины . [11]