综述:生物医学中的时空控制:光开关肽与折叠体

【字体: 时间:2025年08月07日 来源:British Journal of Pharmacology 7.7

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  这篇综述系统阐述了光药理学(photopharmacology)如何通过光控技术精准调控生物分子活性,重点介绍了光开关肽(photoswitchable peptides)和折叠体(foldamers)在靶向给药、分子传感和智能生物材料开发中的突破性应用。文章详述了可见光响应系统(如四邻氯偶氮苯/oCl-Azo)在PD-1/PD-L1、p53/MDM2等关键靶点调控中的最新进展,并探讨了其在肿瘤免疫治疗和离子通道疾病(如囊性纤维化)中的转化潜力。

  

摘要

光药理学将光控技术与药理学结合,通过非侵入方式实现对生物过程的精确调控。其中,光开关肽和折叠体通过可逆构象变化在活性与非活性状态间切换,为精准医疗提供了新工具。这些系统在靶向给药、分子传感和光响应生物材料开发中展现出巨大潜力,但其在复杂生物环境中的稳定性、特异性仍需优化。

光开关肽的 biomedical 应用

动态调控肽二级结构和自组装

偶氮苯(azobenzene)修饰的肽能通过光异构化精确调控α-螺旋、β-转角等二级结构。例如,靶向PD-1/PD-L1相互作用的β-发卡肽在顺式(cis)构象下表现出纳摩尔级抑制活性,而反式(trans)无活性,实现了肿瘤免疫治疗的精准控制。

可见光激活肽的创新

四邻氯偶氮苯(oCl-Azo)在660 nm红光下实现半胱氨酸选择性肽钉合,使p53/MDM2抑制肽的亲和力提升240倍。此外,全氟化偶氮苯修饰的穿膜肽在450 nm光调控下形成两亲性螺旋结构,展现了可见光系统在递送领域的潜力。

光开关折叠体的 biomedical 应用

阴离子转运折叠体

芳基三唑折叠体通过光控异构化调节氯离子结合亲和力,差异达84倍,模拟了卤视紫红质(halorhodopsin)功能。这类系统在囊性纤维化等离子通道疾病治疗中具有前景。

药物递送与精准医疗

α-环糊精/偶氮苯折叠体自组装囊泡能在紫外/可见光下可逆解离,实现普萘洛尔(propranolol)的对映选择性释放。另有系统通过光控整合素-RGD相互作用调控细胞粘附,为组织工程提供新策略。

总结

光开关肽与折叠体通过时空精准调控,为肿瘤治疗、神经退行性疾病研究和动态生物材料开发开辟了新途径。随着可见光响应技术和纳米材料的进步,这些系统将推动精准医疗的革新。

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