《Biophysical Journal》：Nonspecific interactions can lead to liquid-liquid phase separation in coiled-coil protein models
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液液相分离（LLPS）中，共卷曲域（CC）蛋白通过特定或非特异性相互作用促进相分离。研究发现，CC域自身设计的特异性互作比非特异性互作用更有效，且连接域结构改变可增强非特异性互作的LLPS倾向，内链CC接触数量直接影响非特异性互作蛋白的相分离能力。
Dominique A. Ramirez | Anastasia Shrimpton | Michael R. Shirts | Loren E. Hough
美国科罗拉多大学博尔德分校生物化学系，博尔德，CO 80309
摘要
液-液相分离（LLPS）是细胞用于在空间和功能上组织生物分子的一种机制。一些卷曲-卷曲（CC）蛋白，如中心体蛋白pericentrin和spd-5，被认为参与了LLPS过程，但目前尚不清楚这些蛋白的哪些部分具体参与了这一过程。然而，人们认为这些蛋白中的众多CC结构域可能对其LLPS起着作用。我们最近通过计算研究和设计的蛋白质实验表明，CC结构域可以通过它们之间的特异性相互作用来促进LLPS，即每个CC结构域仅与系统中的部分其他CC结构域发生相互作用。这与非特异性相互作用不同，在非特异性相互作用中，所有CC结构域都可以与系统中的所有其他CC结构域发生相互作用，这类似于某些内在无序蛋白质在相分离过程中所观察到的相互作用（例如π-π相互作用）。由于天然CC结构域之间的相互作用具有序列依赖性的特异性，因此它们提供了一个独特的系统，使我们能够研究特异性相互作用与非特异性相互作用对LLPS的影响。我们的计算结果表明，具有非特异性相互作用的CC蛋白也可以发生LLPS，但其倾向性低于具有特异性相互作用的蛋白。通过改变连接片段的结构，可以在不直接改变相互作用特异性的情况下提高具有非特异性相互作用的CC蛋白的LLPS倾向性。我们还发现，链内CC结构域的数量直接影响具有非特异性相互作用的蛋白质的LLPS现象。这些结果对于连接片段（即蛋白质中位于相互作用结构域之外的部分，例如“粘合剂”）在蛋白质LLPS及生物分子凝聚体形成中的作用具有重要的意义。
