SARS冠状病毒E蛋白通过不对称脂质层厚度耦合驱动膜曲率变形的分子机制

这篇研究通过分子动力学模拟揭示了SARS-CoV E蛋白（Envelope protein）诱导膜变形的分子机制。研究发现E蛋白虽不引发长程膜弯曲（long-range curvature），但会通过疏水错配（hydrophobic mismatch）导致局部脂质层厚度不对称（leaflet thickness asymmetry），这种不对称性与曲率耦合可降低膜变形自由能。研究还指出常见粗粒化MD模拟（coarse-grained MD）中的气压调节（barostat）和约束设置会阻碍膜面积平衡，为争议性结果提供了技术解释。

　　

Highlight

实验设置

我们使用Martinize工具将SARS-CoV E蛋白五聚体（PDB ID: 5X29）粗粒化（coarse-grained），并通过Insane工具将其嵌入不同厚度的均质膜中（含100% POPC及其他9种膜系统）。体系初始尺寸为40×40×25 nm³，确保每层至少含2,600个脂质分子。

长程膜弯曲仅意外压缩时出现

当使用绝对位置约束（absolute position restraints）通过谐波势固定蛋白骨架时，膜表现出长程曲率（图3 A&B）。膜最初呈现鞍形构象，曲率甚至延伸至体系边缘——但这种效应源于模拟参数（如refcoord_scaling=com）意外导致的膜面积压缩，而非E蛋白固有特性。

结论

本研究证实SARS-CoV E蛋白单独作用时不会引发病毒出芽所需的长程膜弯曲，支持了Collins和Kuzmin团队的结论。值得注意的是，使用实验验证的蛋白结构（非预测结构）以及发现特定运行时参数（如refcoord_scaling与绝对约束联用）会导致人工假象，为既往争议提供了技术解释。