生物化学
生物分子凝聚体组织着细胞生物化学过程，然而支配其内部溶剂结构的原理仍然知之甚少。当前大多数模型侧重于大分子支架，而将溶剂视为被动且空间上均一的背景。在此，我们提出基于发射寿命的凝聚体空间地形分析方法（Condensate Spatial Topography via Emission Lifetimes, ConSTEL），用于绘制生物分子凝聚体内部连续的溶剂极性分布图谱。
以 PopZ 作为模型体系，我们表明，凝聚体内部包含一种持久且可调控的水相环境镶嵌体，其表观极性由尼罗红荧光寿命表征，并受热力学状态和化学线索的组织。这种微相分离的溶剂结构界定了不同的介观流变学状态，其中中等水相微域支持快速且受限的示踪分子运动，而高度极性或非极性的极端区域则形成较慢的黏弹性网络。我们进一步证明，类药物小分子会依据其理化性质在这一分布图景中发生非均一分配；当其超过局部溶解度极限时，会驱动“相互塑形”现象，即不匹配的客体分子重塑宿主溶剂结构。
综上，这些结果强调，内部溶剂组织是决定凝聚体材料性质、分子输运和分配行为的一个主动且可调控的因素，并提示，在构建关于凝聚体功能与药理学的预测模型时，除整体组成外，还应纳入溶剂环境空间排布这一因素。
M.S. 和 S.S. 是与本研究所述 ConSTEL 方法相关的待审专利申请的发明人。其他作者声明不存在竞争性利益。
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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.13.724666v1?rss=1
🏷️ 生物分子凝聚体 水相结构 溶剂极性 相分离 分子输运 荧光寿命成像