2025年10月，生命与环境科学学院22级博士研究生何磊在导师刘俊秋教授的指导下，以第一作者身份在Angewandte Chemie International Edition中发表题为“Rhodopsin-Mimicking Reversible Photo-switchable Chloride Channels Based on Azobenzene-Appended Semiaza-Bambusurils for Light-Controlled Ion Transport and Cancer Cell Apoptosis”的创新成果。

天然转运蛋白通过介导生理相关物质的跨膜转运，在维持细胞功能与生物体系内稳态方面发挥着至关重要的作用。其独特之处在于能够对外界刺激作出精确响应，包括光照、配体结合、电压变化、酶催化以及机械力等，从而实现对转运过程的动态调控。以视紫红质（Rhodopsin）为代表的光感受蛋白，由视黄醛与视蛋白组成，广泛参与信号传导、光转导及多种视网膜疾病的发生与发展。其中，细菌视紫红质（Bacteriorhodopsin）与卤视紫红质（Halorhodopsin）是典型的光驱动离子泵，它们依靠光诱导的构象变化实现离子跨膜转运，展现出结构与功能之间的紧密联系。天然转运蛋白对刺激的高度响应性和可逆结构调节特征，不仅揭示了生命体系中复杂而高效的分子机制，也为人工可控刺激响应型转运系统的构建提供了重要理论基础与设计灵感。

AZO-BU[6]s的结构式与其机制

受天然光控离子通道蛋白Channelrhodopsin的启发，刘俊秋教授团队与以色列开放大学Ofer Reany教授合作将光响应分子偶氮苯与具有阴离子识别能力的半氮杂竹环相结合，在脂质与活细胞中成功实现了光可控的氯离子跨膜转运。作者通过将偶氮苯基团共价接枝于竹环骨架上，构建出一种基于超分子大环结构的光响应型氯离子通道。由于偶氮苯在光照条件下可发生可逆的构象与极性变化，而大环上六个偶氮苯基团的协同作用进一步放大了这种效应，从而实现了对离子转运过程的精准调控。这一人工光门控通道体系不仅从化学层面模拟并揭示了天然光响应转运蛋白的分子门控机制，还展示了超分子化学在功能仿生体系设计中的巨大潜力。该研究为深入理解天然转运蛋白的动态调控机制提供了新的分子模型，同时为构建在生物医药领域具有潜在应用价值的人工可控离子通道开辟了全新的研究方向。

论文原文链接：

Rhodopsin-Mimicking Reversible Photo-Switchable Chloride Channels Based on Azobenzene-Appended Semiaza-Bambusurils for Light-Controlled Ion Transport and Cancer Cell Apoptosis

阅读原文：

https://www.kdocs.cn/l/cdL5K9MmuXA2?f=301

有问题多和老师同学交流。感谢刘俊秋教授领导建立的仿生功能材料创新团队，在这里我对化学、高分子材料以及生物的基础知识以及多学科交叉应用认识得到了很大的提升。