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为探究 C1P 富集结构域对 cPLA2α 分子识别的作用,研究人员通过荧光光谱和 SPR 技术,分析 C1P 及其类似物形成的分离结构域特性及 cPLA2α 亲和力。发现 C1P 簇可增强与 cPLA2α 结合,揭示膜中脂质介质簇对其与受体蛋白互作有重要影响。
在细胞的生命活动中,鞘脂作为真核细胞质膜和细胞膜的重要组成部分,其中一些鞘脂还在多种生物事件中扮演着关键信号分子的角色。神经酰胺 1 - 磷酸(C1P)作为一种脂质介质,参与细胞增殖、凋亡和抗炎等多种生理过程。它能特异性结合并激活 IVA 型胞质型磷脂酶 A
2α(cPLA
2α),该酶在 Ca
2+浓度依赖下可从膜磷脂的 sn-2 位释放花生四烯酸,进而促进促炎类二十烷酸的生物合成。此前研究发现,C1P 特定疏水部分的修饰会降低其与 cPLA
2α 的亲和力,但生物膜中瞬时形成的 C1P 富集结构域在 cPLA
2α 分子识别中的生物学作用尚未完全阐明,且与其他鞘脂如神经酰胺(Cer)和鞘磷脂(SM)相比,基于 C1P 分子结构的相行为研究也不够深入。为解决这些问题,相关研究人员开展了对 C1P 及其类似物形成的分离结构域特性以及 cPLA
2α 在不同共脂质环境中对 C1P 亲和力的研究,该研究成果发表在《Biophysical Chemistry》上。
研究人员主要采用了时间分辨荧光光谱(以反式帕里那酸 tPA 为探针)和表面等离子体共振(SPR)技术。
含 C1P 类似物的 POPC 双层膜的结构域分离
研究人员在 23°C 下,利用 tPA 的平均荧光寿命(τav)研究了 C1P 类似物在 POPC 膜中的横向分离情况。tPA 的荧光寿命对局部膜环境的有序性高度敏感,以此来分析 C1P 类似物结构对 C1P 富集有序结构域浓度依赖性形成的影响。
讨论
结合此前研究,C1P 会诱导横向分离形成比周围共脂质双层更有序的结构域,且通过 SPR 实验发现 C1P 通过氢键和静电相互作用与 cPLA2α 相互作用。而本次研究进一步表明,C1P 的横向分离及其类似物依赖于它们的头基和具有氢键及静电相互作用的界面结构,其相行为也受共脂质组成的极大影响。SPR 测量显示,C1P 与 cPLA2α 的相互作用明显依赖于双层膜中的共脂质,C1P 簇的形成促进了其与 cPLA2α 的结合。
综上,该研究揭示了生物膜中脂质介质富集簇的局部形成可能对介质与其受体蛋白之间的相互作用产生显著影响。这为深入理解 C1P 在炎症调控等生理过程中的作用机制提供了新的视角,有助于进一步探索相关疾病中脂质信号分子与蛋白的互作机制,为疾病的治疗和药物研发提供潜在的靶点和理论依据。