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偶氮苯光脂质是调控膜力学性质和蛋白质功能的多功能驱动分子，但长波长调控以及对特定膜单层的选择性扰动仍难以实现。在此，我们同时解决了这两个局限。首先，我们表明，脂质化尼罗蓝衍生物（NB-lipid）的红光激发能够催化共定位偶氮苯光脂质快速且可逆地发生顺式→反式光异构化，而无需进行共价偶联。其次，我们证明这种光催化主要发生在膜内单层之间，从而能够通过仅将膜靶向发色团整合至双层膜的一个膜单层中，实现对特定膜单层的选择性驱动。由此可按需快速构建跨膜机械不对称性，并通过锁相电容信号对其进行追踪。尤为重要的是，在同一膜中，分别使用蓝光或红光照射，可以诱导对称性或不对称性的膜单层机械扰动。预计富电子偶氮苯的光催化通过NB-lipid的单重激发态进行，从而避免三重态引发的光毒性。我们通过展示膜单层特异性催化扰动对ROS敏感的机械敏感性肽离子通道短杆菌肽A的影响，强调了该催化过程的生物相容性。我们的研究建立了一种新型工具，可用于解析动态的、膜单层特异性机械变化在膜重塑和蛋白质功能中的作用。
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通过全局及红光催化的膜叶选择性光脂质切换实现对膜力学的光学调控
Rohit Yadav，
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Juergen Pfeffermann，
Peter Pohl
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.14.751465
Rohit Yadav 1 约翰内斯·开普勒大学；
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Peter Pohl 1 约翰内斯·开普勒大学；
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通信作者：
peter.pohl{at}jku.at
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偶氮苯光脂质是调控膜力学和蛋白质功能的多功能执行器，但长波长调控以及膜叶选择性扰动仍难以实现。在此，我们解决了这两个局限。首先，我们证明，脂质化尼罗蓝衍生物（NB-脂质）的红光激发能够催化共定位偶氮苯光脂质快速且可逆地发生顺式→反式光异构化，而无需共价偶联。其次，我们证明，光催化主要发生在膜叶内，从而能够通过仅将膜靶向发色团整合到双层的一个膜叶中，实现膜叶选择性驱动。这一策略能够按需、快速地构建跨双层的力学不对称性，我们通过锁相电容信号对其进行追踪。关键的是，在同一膜中，通过分别使用蓝光或红光照射，可以诱导对称性或非对称性的膜叶力学扰动。预计富电子偶氮苯的光催化通过 NB-脂质的单重激发态进行，因此可避免三重态光毒性。我们通过展示膜叶特异性催化扰动对 ROS 敏感的机械敏感性肽离子通道短杆菌肽 A 的影响，强调了该催化过程的生物相容性。我们的研究建立了一种新工具，用于解析动态的膜叶特异性力学变化在膜重塑和蛋白质功能中的作用。
利益冲突声明
作者声明不存在竞争性利益。
已声明的资助信息
奥地利科学基金（FWF），
https://ror.org/013tf3c58
，P34826，
P36399
版权
。
本预印本依据 CC-BY-ND 4.0 国际许可协议提供。
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发布于 2026 年 9 月 21 日。
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通过全局及红光催化的膜叶选择性光脂质切换实现对膜力学的光学调控
Rohit Yadav，
Juergen Pfeffermann，
Peter Pohl
bioRxiv
2026.09.14.751465；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.14.751465
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通过全局及红光催化的膜叶选择性光脂质切换实现对膜力学的光学调控
Rohit Yadav，
Juergen Pfeffermann，
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2026.09.14.751465；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.14.751465
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.14.751465v1?rss=1
🏷️ 偶氮苯光脂质 膜力学调控 红光光催化 膜单层选择性 跨膜机械不对称性 机械敏感性离子通道