膜电荷调控RIPK3淀粉样组装：揭示功能性淀粉样纤维形成的膜引导机制

本研究揭示了负电荷膜通过稳定RIPK3（受体相互作用蛋白激酶3）的聚集中间态，调控其淀粉样纤维组装的分子机制。研究人员运用溶液核磁共振、荧光分析和聚合物包裹脂质颗粒技术，发现膜表面静电作用与疏水接触协同驱动RHIM（RIP同型相互作用基序）介导的坏死性凋亡信号激活。该发现为理解功能性淀粉样蛋白的时空调控提供了新视角，对癌症、炎症性疾病和神经退行性病变中异常坏死性凋亡的干预具有重要启示意义。

　　

在细胞死亡的复杂调控网络中，坏死性凋亡（necroptosis）作为一种程序性坏死形式，与感染防御和炎症反应密切相关。与凋亡不同，这一过程依赖于受体相互作用蛋白激酶3（RIPK3）通过其C端结构域（CTD）形成功能性淀粉样纤维。这些纤维作为支架激活下游的MLKL蛋白，最终导致细胞膜破裂。然而，这种看似有序的组装过程如何在生理条件下被精确调控？特别是在缺乏经典坏死性凋亡刺激时，是否存在其他因素可能意外触发RIPK3的异常聚集？这些问题对于理解癌症、炎症性疾病和神经退行性病变中观察到的坏死性凋亡失调现象至关重要。

发表在《Communications Chemistry》的这项研究由Fatima C. Escobedo-Gonzalez等学者完成，他们发现细胞膜的负电荷特性可能是调控RIPK3淀粉样组装的关键因素。这一发现将病理淀粉样蛋白（如Tau和Aβ）与功能性淀粉样蛋白的调控机制联系起来，为理解膜界面如何影响蛋白质聚集提供了新范式。

研究团队主要运用了三种关键技术：溶液核磁共振（NMR）用于解析蛋白构象动态变化，Thioflavin-T（ThT）荧光检测追踪淀粉样纤维形成 kinetics，以及创新的聚合物包裹脂质颗粒（DIBMALPs）技术模拟生物膜环境。所有实验均使用重组表达的人源RIPK3 C端结构域（387-518氨基酸）进行。

电荷补偿触发CTD-RIPK3自组装，而疏水屏蔽防止聚集

通过系统调节pH值和离子强度，研究人员发现CTD-RIPK3的聚集严格依赖于电荷中和。在pH 4.0（净电荷约+8.8）时蛋白保持可溶单体状态，而随着pH升至6.5（净电荷约+2.0），核磁信号完全消失表明形成不溶性聚集体。值得注意的是，加入疏水干扰剂1,6-己二醇或SDS胶束能有效抑制聚集，揭示淀粉样形成需要静电和疏水作用的协同调控。核磁弛豫测量显示SDS胶束结合会限制RHIM区域的运动性，暗示特定的膜结合界面。

膜电荷决定CTD-RIPK3相互作用和聚集动力学

使用含DMPG（负电荷）或DMPC（中性）的DIBMALPs模拟膜环境，研究发现仅负电荷脂质颗粒能显著加速RIPK3聚集，甚至在非聚集条件（pH 4.0）下也能诱导纤维形成。化学位移扰动分析显示，RHIM核心及其侧翼序列是主要的膜结合区域。15N R₂弛豫率普遍升高表明膜结合显著降低了蛋白骨架的流动性，但未诱导稳定二级结构的形成。

脂质颗粒稳定中间态并启动CTD-RIPK3淀粉样形成

综合实验数据支持"膜引导组装"模型：负电荷膜表面通过静电作用捕获可溶态RIPK3，形成部分刚性化的中间态。这种构象变化暴露出RHIM等聚集敏感区域，显著降低淀粉样成核的能垒。与病理淀粉样蛋白不同，这种膜依赖的组装机制可能确保功能性淀粉样纤维的时空可控性。

这项研究的突破性在于首次揭示膜电荷对功能性淀粉样蛋白组装的调控作用。从机制上看，负电荷膜不仅通过静电吸引浓缩RIPK3，更重要的是通过限制其构象自由度产生特定的聚集倾向构象。这一发现拓展了对坏死性凋亡信号激活的理解，提示除经典通路外，膜脂质组成的异常变化可能通过"非规范"途径触发细胞死亡。从应用角度，研究建立的膜-蛋白相互作用分析框架为开发针对异常坏死性凋亡的干预策略提供了新靶点，特别是对神经退行性疾病中淀粉样聚集与膜损伤的恶性循环具有重要启示。技术层面，DIBMALPs与高场核磁的结合为研究其他膜相关蛋白聚集提供了范例。