分享一篇发表在JACS上的文章，文章题目是“Development of Photoswitchable Cholesterol Derivatives through Side Chain Replacement”，通讯作者是宾夕法尼亚大学化学系的Dirk Trauner教授，博士后Michael D. Zott和来自丹麦技术大学化学系的Luca Laraia教授。Dirk Trauner教授的主要研究方向是光遗传学和光药理学；Luca Laraia教授的主要研究方向是甾醇和胆固醇转运蛋白。

胆固醇是真核生物体内最重要的甾醇之一，其能够直接调节细胞膜的流动性，并作为配体在ABC转运蛋白和T细胞受体相互作用中具有重要功能。除生物功能外，胆固醇还在药物递送和液晶等领域具有重要的作用，因此开发功能化胆固醇探针对于研究胆固醇的生物功能和应用具有重要意义。传统的荧光探针由于荧光团体积较大，使得探针极性相比于胆固醇变化较大，行为与胆固醇不尽相同；而光交联探针的光交联基团的标记则是不可逆的，无法重复使用。因此作者希望能够开发一种与胆固醇极性相近，具有光控开关的新型胆固醇探针。

作者提出了一种新型光开关胆固醇（photocholesterol, PChol）的设计策略：保留胆固醇的3号位羟基和四环骨架结构，将其天然异辛基侧链替换为偶氮苯光开关单元，并通过计算模拟评估了多个PChol候选分子与胆固醇的结构相似性。结果显示，大多数PChol的顺式构型比反式更接近胆固醇结构，提示其可能在光照下具有更好的生物活性。

在成功合成了PChol之后，作者作者通过荧光偏振实验评估了PChols与胆固醇转运蛋白ORP1、ORP2和OSBP的结合能力。结果显示，多个PChol在纳摩尔级别表现出强效抑制活性，且其活性具有显著的光依赖性。其中，PChol-1对OSBP的IC50在trans构型下为175 nM，而在cis构型下则大于3000 nM，活性差异超过一个数量级。此外，PChol-2对ORP1具有高选择性，而对ORP2几乎无活性，显示出光控选择性调控的潜力。分子对接进一步表明，PChol在结合口袋中的取向与天然胆固醇高度一致。

总之，作者开发出一系列结构高度模拟胆固醇的光开关探针，不仅为胆固醇转运蛋白的研究提供了高选择性光控配体，也为光药理学和膜生物学研究提供了新型分子工具。

本文作者：ZBY

责任编辑：LYC

DOI：10.1021/jacs.5c14582

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c14582