生物力调控CIDEC分子间动态互作的力学-化学耦合分子机制研究

脂滴的动态调控对脂质代谢至关重要,而脂滴作为一个力学敏感细胞器,其运动和大小受生物机械力的调控。脂膜蛋白CIDEC是调控脂滴动态的关键分子,CIDEC可以通过分子间动态互作并发生胶样相变介导脂滴融合和脂质交换。然而,生物机械力调控CIDEC分子间动态互作的力学-化学耦合分子机制仍不清楚。目的阐明生物机械力调控CIDEC分子间动态互作的力学-化学耦合分子机制方法流式细胞术;分子动力学模拟;单分子生物力谱技术结果(1)利用GFP split系统,发现CIDEC的N端(aa1-39)和N-结构域(aa40-119)在细胞内脂滴的单层脂膜上处于一种自抑制构象,并且CIDEC的N端可以调控N-结构域与脂滴脂膜的结合,这表明CIDEC在脂膜上的构象可以调控其功能活性。(2)通过分子动力学模拟,进一步发现生物机械力潜在可以诱导CIDEC的N端发生构象变化并产生新的相互作用,进而增强CIDEC分子间互作。(3)利用单分子生物膜力学探针技术,发现在生物机械力作用下,CIDEC分子间可以形成“逆锁键”,并且键合时间在10 p N左右达到最大值,而缺少N端的CIDEC分子间的“逆锁键”被明显削弱,表明CIDEC的N端对CIDEC分子间互作的力学稳定性至关重要。结论本研究明确了生物机械力对CIDEC分子间动态互作的调控作用,揭示了生物机械力调控CIDEC分子介导脂滴间融合过程中新的调控机制,为脂滴的动态调控和脂质代谢研究提供新方法、新思路。