（通讯员 袁志辉）2025年7月28日，我校袁霖教授团队与福州大学曾华强教授、沈杰教授团队合作，在国际知名学术期刊《Nature Communications》上发表题为《A controllable photoresponsive potassium transporter》的研究论文，我校为第二单位，论文第一作者为我校进修攻读博士学位的李中燕老师、第二作者为袁霖教授。这是我校再次在Nature子刊上合作发表研究文章。
调控生物及细胞活动的核心在于通道蛋白——这些细胞"守门人"通过选择性传输特定物质，精准维持离子稳态从而确保跨膜电化学梯度正常运作。解析这类通道蛋白的结构、功能与调控机制，对于理解其在生理过程中的作用及健康与疾病中的潜在影响至关重要。为了模拟甚至超越天然通道蛋白的功能，人工膜转运体已成为化学、材料科学与生物技术交叉领域的重要研究方向。门控型人工膜转运体采用了一种独特策略：利用温度波动、pH变化、配体结合、电压、氧化还原状态改变及光照等外部刺激来调控离子传输速率。其中，光照因其生物兼容的时空控制潜力、快速响应特性及低毒性，尤其具有吸引力。然而，尽管光响应主客体化学已在超分子、材料、生物医药等多领域广泛应用，在迄今所有光调控人工膜转运体的研究中，从未实现过对离子转运体可重复使用性的光控调节。因此，开发可控光响应的人工膜转运体势在必行。
作者将主客体化学引入光响应离子转运体系，成功构建出可按需启动且具有显著活性增强效应的可控离子转运体。该体系由作为主体与基座的脂锚修饰β-环糊精，和作为客体的偶氮苯基团修饰离子转运体共同组成。通过脂溶性锚链对β-环糊精进行修饰，使其稳定锚定在双亲性膜-水界面，从而高效结合脂溶性客体分子。交替使用365 nm紫外光与455 nm可见光照射可触发偶氮基团的反-顺异构化，实现基座与转运体之间光控"开关式"主客体相互作用——365 nm紫外光触发转运体从基座释放，455 nm可见光则使其重新结合。
在本论文中，脂质锚定的β-环糊精作为固定平台，通过主客体作用捕获冠醚修饰的反式偶氮苯转运体；经365 nm紫外光激发后，偶氮苯异构化为顺式构型导致主客体解离，大部分转运体被释放。获得自由的顺式转运体展现出卓越的钾离子传输效率（EC50=1.51 μM），较固定态反式转运体（EC50=7.46 μM）活性提升近4倍，且该光控开关效应可循环调控。这不仅为拓展偶氮苯基团在各领域的应用提供了新策略，而且为具有精确时空控制、快速响应时间和最小毒性的跨膜离子转运系统的开发提供了全新思路。
论文信息：A controllable photoresponsive potassium transporter
Nat. Commun. 16, 6926 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-62113-1
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-62113-1
《Nature Communications》是国际顶级学术期刊《Nature》系列下高影响力的综合性TOP期刊，也是化学等领域公认的高水平期刊。
一审：邓盎妍；二审：基艳；三审：刘国华
