9月19日消息，乌尔姆大学Max von Delius教授团队9月18日在《自然·化学》（Nature Chemistry）发表研究，实现了磷酸基团沿小分子轨道的自主定向迁移——一类不依赖生物酶工具箱、由化学燃料驱动的人工分子行走者（molecular walker），填补了自主性与动力学不对称性难以在小分子体系中兼得的空白。

人工分子机器若要真正「行走」，需同时满足自主性（持续消耗燃料）、过程性（不离轨）与动力学不对称（定向）。研究团队的策略受RNA自水解启发：在带有羟基「立足点」的分子轨道上，碳二亚胺（EDC）燃料瞬时生成五元环状磷酸酯（5-CP）活性物种，随后选择性水解开环，推动磷酸基团前进一步。在甘油轨道上，行走者进入持续数小时的非平衡稳态；在拓展的肌醇支架上，实现了跨越五个羟基位点的自主四步迁移，测得动力学不对称性q达11.9。同位素标记（18O/2H）实验证实迁移为分子内过程、无磷酸交换，确证了过程性。

为维持非平衡稳态，团队开发了多次投料供燃方案：每15分钟加入2.5当量固态EDC，使燃料浓度在10–25 mM、pH在1.2–1.4之间准恒定，避免了单次大剂量加料引起的pH骤变。动力学模型显示催化效率17%、环化效率16%、耦联效率（燃料转化为净移动的比例）最高18%——在强酸性条件下已属可观。

从科学意义看，该工作把吸能合成（endergonic synthesis）引入生物相关的磷酸支架体系，拓展了合成分子机器的化学版图；从应用前景看，磷酸化学是生命体系能量与信息转换的核心（ATP、磷酸肌醇信使均基于此），非酶驱动的可控磷酸迁移为构建可编程分子器件、响应性材料乃至前生命化学研究提供了新工具。研究获开放获取发表，论文作者包括Patrick Alexander Hoffmann、Suchismita Saha、Steffen Volk等。 （来源：Nature Chemistry）