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利用可见光响应性肽骨架光开关调控蛋白质-蛋白质相互作用
摘要： 生命依赖于一系列精心协调的过程，其中蛋白质及其直接相互作用最终决定了细胞功能和疾病发生。近年来，对这些复杂互作的调控引起了关注，甚至被视为一种新型治疗策略。本文我们描述了两种基于偶氮苯衍生物的可见光响应肽骨架光开关的合成与表征，用于实现对蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）的光学控制。这种新型拟肽分子在交替蓝/绿光照射循环下能快速异构化并具有可逆性，且光化学疲劳度低。两者均以纳摩尔级亲和力结合目标蛋白。值得注意的是，最佳拟肽异构体在蛋白结合能力上表现出显著差异，进而通过破坏PPI抑制酶活性的潜力也有所不同。此外，晶体结构测定、分子对接和分子动力学计算提供了分子层面的解释，为未来光控PPI调节剂的设计与合成开辟了新途径。
关键词： 蛋白质-蛋白质相互作用、光药理学、可见光照射、偶氮苯、光开关
更新于2025-11-21 11:20:42
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用于细胞光药理学的半硫靛蓝：去对称化分子开关骨架实现对强效抗有丝分裂生物活性异构依赖性的设计调控
摘要： 具有光开关生物活性的类药小分子——光控药物，使生物学家能够对遗传操作难以触及的关键生物系统进行精确且可逆的时空调控研究。目前已公开的光响应药效团几乎全为偶氮苯结构，这极大限制了光药理学的结构与取代基选择范围。更不利的是，对于偶氮苯试剂而言，通常决定反式（暗态）或顺式（光照态）异构体生物活性优势的并非研究者对实验工具的需求，而是蛋白质结合位点的空间位阻。我们首次报道了基于半硫靛的药效团，可在完整细胞内实现内源性生物活性的光开关调控。HOTubs能光学调控未修饰哺乳动物细胞的微管解聚与细胞死亡。值得注意的是，我们展示了半硫靛的不对称性如何允许先验设计Z型（暗态毒性）或E型（光照态毒性）抗有丝分裂剂，而相应偶氮苯仅呈现光照态毒性。由此证明，半硫靛能显著拓展光药理学干预在生物系统中的取代基选择与设计空间。
关键词： 光药理学、药物设计、光致变色、细胞骨架、抗增殖
更新于2025-09-23 15:23:52
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神经递质门控受体的新见解：控制生理功能的光学方法
摘要： 神经递质门控受体以多种方式参与突触传递和调节。以谷氨酸受体为例可以看出，这些受体家族具有高度多样性，且要区分密切相关的受体亚型的不同功能贡献在实验上颇具挑战性。如今，药理学和遗传学方法已得到光遗传学方法的补充，后者能通过光来控制受体信号传导。以谷氨酸受体为例，我总结了如何利用拴系光开关配体以高时空精度并在特定细胞中控制单个受体亚型。这些以及同样令人兴奋的方法为探究神经系统内单个受体的功能提供了新可能。
关键词： 光遗传学、配体门控离子通道、光药理学、G蛋白偶联受体、谷氨酸受体
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于光波长的二氢叶酸还原酶活性的定量控制：使用抑制剂的生色异构体
摘要： 光药理学作为继笼状化合物和光遗传学之后实现生物分子光学调控的新工具，已受到研究关注。我们通过替换原始配体甲氨蝶呤的部分原子以获得光异构化特性，成功开发出针对大肠杆菌二氢叶酸还原酶（eDHFR）的高效光药理抑制剂——偶氮甲氨蝶呤（azoMTX）。这一精妙的分子设计使azoMTX活性"弯曲"Z-异构体与无活性"伸展"E-异构体之间能快速结构转换，该特性可根据照射光波长实现对酶活性的定量控制，并达成了酶活性的实时可逆光调控。
关键词： 甲氨蝶呤、光致变色、酶、偶氮苯、光药理学
更新于2025-09-23 00:58:43