解析α-突触核蛋白相分离与凝聚体老化的分子机制：β-折叠富集模体的关键作用

这篇综述通过多尺度模拟与实验相结合的方法，揭示了α-突触核蛋白（αSyn）液-液相分离（LLPS）和凝聚体老化的分子机制，鉴定出7个β-折叠富集模体（β1-β7），其中β6/β7模体通过瞬时氢键网络调控相分离边界特性，为帕金森病（PD）的早期干预提供了新靶点。

　　

非单调温度依赖的α-突触核蛋白单分子特性

α-突触核蛋白（αSyn）作为帕金森病的关键病理蛋白，其单体构象呈现显著的温度依赖性。通过全原子副本交换分子动力学（REMD）模拟发现，αSyn的β-折叠含量在≈340 K达到峰值，而螺旋结构随温度单调增加。这种非单调响应与其实验观测的相分离行为一致，提示β-折叠而非螺旋结构是相分离的关键。七种β-折叠富集模体（β1-β7）被鉴定，其中β6（残基₈₈IAAA₉₁/F94）和β7（富含E114/D115/D119）模体表现出与相分离相似的温度响应模式，可能通过疏水"贴纸"（sticker）和静电相互作用驱动相分离。

相分离与预固化的分子驱动力

百万原子级分子动力学模拟首次捕捉到60条αSyn链的自发冷凝过程。冷凝初期形成液态凝聚体（扩散系数≈2.01×10^?12 m²/s），随后β-折叠含量持续增加，分子流动性降低，呈现预固化特征。关键发现包括：

1. 1.

   主链氢键（MC-HB）、疏水和π-π相互作用主导相分离；

2. 2.

   β1-β5模体提供持久相互作用促进纤维化，而β6/β7通过瞬时氢键网络调控相边界；

3. 3.

   β1-β7模体间形成渗透网络（percolated network），其中β3-β4-β5构成稳定核心，β6/β7维持动态平衡。

β6/β7模体的实验验证

粗粒化模拟显示，删除β6或β7模体会降低凝聚相密度（从358.8 K降至≈352 K）和表面张力。体外实验证实：

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  β6/β7双缺失突变体（αSyn_Δβ6Δβ7

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  荧光恢复后漂白（FRAP）显示其流动性保留（恢复半衰期0.75 s vs野生型0.74 s）；

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  浊度实验证明β6/β7缺失降低相分离能力，而β1/β3缺失仅影响纤维化。

治疗启示与未来方向

研究提出"双模体调控"模型：β1-β5模体构成淀粉样纤维骨架，β6/β7模体通过动态网络维持凝聚体流动性。分子对接发现抗PD化合物claramine和LL-III倾向结合β6/β7模体，为靶向相分离的药物设计提供新思路。多尺度方法（REMD-VAE生成网络→全原子冷凝模拟→粗粒化相图）的创新组合，为研究复杂IDP的相行为建立了范式。

这项研究不仅阐明了αSyn相分离的原子机制，更鉴定出可区分相分离与纤维化的关键模体，为帕金森病的病理干预提供了精确靶点。未来工作可进一步探索β6/β7模体在αSyn与Tau、PrP等蛋白共相分离中的作用，以及温度敏感性的分子基础。