探秘磷脂酰肌醇 4,5 - 二磷酸（PIP2）与 PH 结构域结合机制：磷脂酰丝氨酸（PS）的关键作用

为探究脂质组成对 PH 结构域与 PIP2结合的影响，研究人员通过多种技术研究发现 PIP2与 PS 协同影响脂质域形成和蛋白结合。

　　磷脂酰肌醇（Phosphatidylinositides，PIs）仅占质膜的 1% - 3%，却在细胞信号传导中发挥着至关重要的作用。尤其是磷脂酰肌醇 4,5 - 二磷酸（Phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate，PIP₂），它参与细胞骨架组织和离子通道调节等过程。普列克底物蛋白同源结构域（Pleckstrin homology domain，PH 结构域）是存在于许多蛋白质中的模块化结构域，以其对 PIP₂头部基团的强亲和力而闻名。脂质组成，特别是磷脂酰丝氨酸（Phosphatidylserine，PS）的存在，在 PH 结构域与 PIP₂结合过程中的作用尚不清楚。本研究利用荧光光谱、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、二维红外光谱（2D IR）和分子动力学（MD）模拟，探究了 PH 结构域与 PIP₂的结合机制。研究发现，与磷脂酰胆碱（Phosphatidylcholines，PC）相比，带负电的 PIP₂和 PS 改变了界面环境。此外，PH 结构域在结合时促进了带负电脂质域的定位。研究结果突出了 PS 在膜内脂质域形成中的作用，以及它对蛋白质结合亲和力和脂质几何形状的潜在影响。具体而言，研究发现 PIP₂和 PS 之间存在强相互作用，这些带负电脂质之间的氢键驱动它们在膜中的定位。这种相互作用还调节了膜界面处的蛋白质结合。研究结果表明，PIP₂和 PS 之间的协同作用是局部脂质域形成和招募像磷脂酶 C-δ1（PLC-δ1）的 PH 结构域这类蛋白质的关键。