近日，我院曾华强教授和沈杰研究员在Nature Communications在线发表了题为“A controllable photoresponsive potassium transporter”的原创性研究成果。该工作报道了一种可控的、光响应钾离子跨膜输运体，即通过光控调节β-环糊精与（顺/反）偶氮苯的主客相互作用实现了钾离子的可控传输。

人工跨膜输运系统的开发是模拟天然通道蛋白功能的重要研究方向之一，在化学生物学和纳米医学领域具有广阔应用前景。然而，开发兼具可调控性、可重复使用性以及生物相容性的人工离子跨膜输运体仍面临重大挑战。本研究创新性地构建了基于β-环糊精(β-CD)-偶氮苯的主客体光响应系统，并实现了钾离子的精准跨膜输运。脂锚定β-CD作为发射基座，通过主客体相互作用将原本自由移动的反式输运体 (t3) 紧密固定；在365 nm紫外光照射下，反式t3转化为顺式c3，并被发射基座快速释放。被释放的c3展现出高效钾离子传输能力，相较于被β-CD锁定的t3，实现了约400%的传输活性跃升，且光开关可循环调控其活性。值得注意的是，若无β-CD存在，顺/反式输运体间的活性差异仅为80%。该工作将主客体识别化学与光响应特性有机结合，开发的智能转运系统具有三大优势：(1)精确的时空控制能力；(2)快速响应时间；(3)可重复使用性。这为发展新一代仿生离子通道提供了创新设计思路，在靶向给药和生物传感等领域具有重要应用前景。

福州大学化学学院曾华强教授和沈杰研究员为本文共同通讯作者，福州大学化学学院博士研究生李中燕为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金、福建省“雏鹰计划”青年拔尖人才和福州大学启动基金的资助。

论文信息: Z. Li, L. Yuan, W. Chang, J. Liu, J. Shen, H. Zeng, (2025). A controllable photoresponsive potassium transporter. Nat. Commun. 2025, 16, 6926.  DOI: 10.1038/s41467-025-62113-1. 论文专属链接：https://rdcu.be/eyagB