2026年4月29日，我院天然药物及仿生药物全国重点实验室刘涛团队联合新加坡南洋理工大学浦侃裔团队、中国地质大学（武汉）娄筱叮团队在国际著名期刊《自然综述·化学》（Nature Reviews Chemistry, IF: 51.7）发表了题为“Molecular rotor-based probes for protein monitoring in biomedical research”的综述文章。该文章系统梳理了分子转子探针的设计原理、功能优化策略，全面总结了其在蛋白质监测相关领域的最新研究进展，深入探讨了该技术面临的挑战与未来发展方向，为分子生物学、化学生物学及精准医学研究提供了重要的理论参考和实践指引。
蛋白质作为生命活动的核心执行者，其动态变化、相互作用及异常状态与生理功能调控、疾病发生发展密切相关。传统蛋白质监测方法往往存在操作复杂、特异性不足、难以实时原位检测等局限，而分子转子探针凭借其独特的光物理特性，为解决这一难题提供了全新路径。分子转子探针的核心优势在于，能够将分子内旋转运动转化为可量化的荧光信号，实现对蛋白质微环境（如粘度、极性）、构象变化、相互作用及活性状态的高灵敏度、高时空分辨率监测，且具有操作简便、非侵入性等特点。
该文章重点阐述了分子转子探针针对蛋白质的功能化策略，将探针功能化方式归纳为五大类：与聚集态蛋白质的非共价结合、与错误折叠或天然蛋白质特定残基的共价键形成、通过结合配体与蛋白质的非共价结合、被活性蛋白酶切割共价键激活，以及结合核酸-蛋白质相互作用的新兴策略。这些策略通过精准调控分子转子的靶向性和响应性，实现了对特定蛋白质的特异性识别与信号激活，为不同场景下的蛋白质监测提供了多样化工具。
文章详细论述了分子转子探针在疾病诊断与化学生物学基础研究两大核心领域的创新性应用。该类探针已成为神经退行性疾病和癌症监测的有力工具，功能化转子分子探针可通过靶向神经退行性疾病相关的蛋白质聚集物或癌症相关蛋白。实现疾病标志物的精准检测和病理过程的实时可视化，展现出良好的临床转化潜力，可用于早期诊断、手术导航及辅助治疗等方面。此外，分子转子探针被广泛应用于蛋白质-蛋白质相互作用、蛋白质-核酸相互作用的监测，以及蛋白质组学分析，能够捕捉瞬时生物分子事件和细微构象变化，为解析生命活动的分子机制提供了全新视角。
该综述深入分析了当前分子转子探针面临的关键挑战，提出了未来发展方向。研究者们可通过引入高亲和力识别基序、拓展近红外及短波红外光谱范围、整合多模态成像功能，以及结合基因密码扩展技术实现精准定位，进一步提升探针的性能和临床适用性。此外，随着分子工程与成像技术的不断融合，分子转子探针有望从基础研究工具逐步转化为临床诊断和靶向治疗的核心平台，为生命科学研究和精准医学发展注入新动力。
论文链接：//www.nature.com/articles/s41570-026-00822-x
刘涛教授简介:
刘涛，北京大学博雅特聘教授，国家杰青、国家优青、北京市杰青基金获得者，夜色直播-夜色直播app-夜色直播下载 分子与细胞药理学系主任。担任ACS Omega杂志副主编和Journal of Molecular Biology杂志编委，任中国医药生物技术协会合成生物学分会委员、中国生物工程学会合成生物学分会青年工作组委员。获中国药学会生物医药青年奖、拜耳学者奖、屠呦呦青年学者奖、北京大学王选青年学者奖等。以通讯作者身份在Nat. Chem., Nat. Chem. Biol., Mol. Cell, Nat. Commun., Sci. Adv., Chem, JACS, ACIE, Chem. Rev.等上发表论文30余篇。研究集中在基于细胞工程的蛋白质精准化学修饰技术，通过非天然氨基酸介导的蛋白质化学修饰实现蛋白质、病毒以及细胞等生物技术药物的升级换代与创新。
天然药物及仿生药物全国重点实验室
