脂質體包裹熒光受體方法研究a-突觸核蛋白在磷脂膜上的結構和動態特征*

馬東飛 侯文清 徐春華 趙春雨 馬建兵 黃星榞 賈棋 馬璐 劉聰 李明 陸穎 ?

1) (中國科學院物理研究所, 北京凝聚態物理國家研究中心, 軟物質物理重點實驗室, 北京 100190)

2) (中國科學院上海有機化學研究所, 中國科學院生物與化學交叉研究中心, 上海 200032)

3) (中國科學院大學, 北京 100049)

a?突觸核蛋白(a?synuclein, a?syn)在帕金森病的發病機理中起著關鍵的作用, 因而近年來受到了越來越廣泛的關注.a?syn在膜上的動力學過程對理解其功能至關重要.本文使用基于脂質體的單分子熒光衰減方法—LipoFRET, 首次對較高濃度下a?syn與磷脂膜的相互作用的動態過程進行了單分子層面上的研究.研究發現, 在溶液中a?syn濃度升高時, 其中央NAC區域可離開磷脂膜表面進入水相中; 而N端部分位于膜表面內的位置變淺, 并有更高的概率脫離膜表面進入溶液中.利用單分子熒光成像對a?syn解離的觀察則發現,隨著溶液中的a?syn濃度升高, 脂質體上的a?syn解離速率加快.因此高濃度下, a?syn在膜上各區域垂直位置變化促進了蛋白從膜上的解離.結合LipoFRET的實驗結果可以推斷, a?syn的解離可能是由于不同的a?syn分子膜作用位點互相競爭而導致的解離.這樣的特征, 可能是體內環境中影響a?syn控制其聚集的重要性質.

1 引 言

a?突觸核蛋白 (a?synuclein, a?syn)是存在于神經系統突觸前末梢與核周的一種可溶性蛋白.a?syn的研究近年來備受關注[1?4], 它與神經退行性疾病存在密切的關聯, 是帕金森病患者腦部病理性特征路易小體的主要組成部分[5,6], 其生理功能到目前……