传统抗生素的“无差别轰炸”模式不仅容易引发耐药性，还会破坏人体正常菌群。为此，光药理学（photopharmacology）这一新兴领域应运而生。其核心在于将光开关单元（如偶氮苯、螺吡喃等）巧妙地整合到药物分子骨架中，能够实现药物在特定时空范围内的精准激活，同时有效降低药物的系统性毒副作用。然而，现有光控金属分子的开发仍面临分子层面的瓶颈，例如光异构化过程中容易发生配体骨架解离，导致结构分解；金属分子缺乏空间立体选择性而生成消旋产物；多个光开关单元难以实现协同可控的逐步变化等问题，严重制约了光控金属分子的临床转化潜力。
图1 利用自组装构建光控金属螺旋分子 近日，首都医科大学药学院宋化龙副教授联合中国医学科学院药物研究所王汝冰研究员、中国医学科学院医药生物技术研究所杨信怡研究员，通过将偶氮苯光控基团与螺旋金属结构相结合，成功构建了拟DNA螺旋分子，其结构稳定、光学纯度高、光异构化灵敏、且具有显著光控抗菌活性。这不仅攻克了光控金属药物领域长期存在的技术难题，更为抗击耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌、耐万古霉素肠球菌的感染提供了全新的解决方案。 图2 利用核磁氢谱、DOSY监测金属螺旋分子通过紫外/可见光照射发生顺反异构变化 该研究中的新型光控抗菌金属螺旋分子，能够通过紫外/可见光照射，可逆地调控化合物构型，进而调控其抗菌活性。在365nm紫外光照射下，分子经历三步异构化过程，从全反式伸展构象逐步转变为全顺式紧凑构象，这种构象变化显著增强了抗革兰氏阳性菌活性；455nm可见光照射又可使配合物从全顺式可逆地转变为低活性的全反式构型。机理研究表明，全顺式构型对细菌膜表面更具破坏性，且这种膜靶向作用不易引发耐药性。同时X单晶衍射和DFT计算证实，光异构化过程中金属螺旋骨架具有优异的可逆性和稳定性，解决了传统光控金属分子易解离的难题。 图3 光控螺旋金属分子紫外/可见光照发生顺、反构型变化及抗菌活性差异示意图 该研究开发了一类如同“分子弹簧”的智能抗菌剂，通过紫外/可见光调控金属螺旋的构型，降低耐药性风险，实现抗菌活性的“一键开关”。这项研究为开发时空精准控制的抗菌药物提供了新思路，适用于浅表感染治疗。未来通过优化配体结构，或可实现可见光波长（如近红外）调控分子构型与生物活性的应用。 论文信息 Photoswitchable Antimicrobial Metallohelices Changhao Liu, Mi Li, Xinyu Wang, Dr. Guoqing Li, Xue Zhao, Xuebin Wang, Siying Qin, Dr. Xuejian Zhang, Assoc. Prof. Nicola J. Rogers, Dr. Xin Zhang, Qianshuo Dong, Dr. Guy J. Clarkson, Prof. Yuji Wang, Prof. Xinyi Yang, Prof. Peter Scott, Prof. Rubing Wang, Assoc. Prof. Hualong Song Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202508959
