杨恺教授课题组ACS Nano：离子液体衍生物的熵调控抗菌机制研究

         近日，杨恺教授课题组和松山湖材料实验室元冰研究员合作研究了离子液体衍生物攻击细菌细胞膜的熵调控机制。该研究成果以苏州大学物理科学与技术学院博士研究生尤鑫和董雪薇博士为共同第一作者、以苏州大学为第一单位、以“Conformational versus Configurational Entropy: Deciphering the Alkyl Chain-Dependent Membrane Attack Mechanism of Ionic Liquid Derivatives”为题发表在ACS Nano（IF=16.0）。

         耐药菌感染正威胁着人类的健康；其中，离子液体衍生物（ILD）是一种新型生物抗菌材料，具有不易产生耐药性且结构简单、易调控等优势，而理解ILD的构效关系，是增强其抗菌活性的关键。研究团队通过全原子分子动力学模拟结合主成分分析、马尔可夫态转移模型和自由能计算/分解等分析方法，揭示了ILD-膜相互作用的普适性两步机制：初始膜结合以及构型/构象依赖的插入过程。研究发现，ILD的烷基链长度是调控单体和聚集体行为的关键因素——单体-膜相互作用由构象熵主导，而聚集体-膜相互作用则由构型熵与焓的竞争调控。基于此机制，团队提出理性设计策略：通过调节烷基链的刚性/长度或向ILD聚集体中引入富勒烯可精准调控膜攻击效率。该工作解释了已有实验研究的矛盾结论，并为设计具有定制化膜破坏功能的新型ILD抗菌剂提供了理论依据。

         本工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金和江苏省生物光子学重点实验室开放研究基金的资助。

         文章链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.5c10093