淀粉樣纖維作為典型的蛋白質聚集體，其分子構象變化與形成機制是探討一系列神經退行性疾病病理過程、開發功能性生物材料的重要科學問題。Ninjurin-1（NINJ1）蛋白是多種類型細胞死亡的終末執行者，通過在細胞質膜上組裝介導膜破裂。其N端兩親性α-螺旋被認為是執行該功能的關鍵結構域。此前研究發現，該結構域具有破膜特性，但相關分子機制尚不明確。
近期，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心等，結合常規和高速原子力顯微鏡、圓二色譜和冷凍電鏡等技術，闡明了NINJ1蛋白N端結構域衍生肽HE30的破膜機理及其構象變化形成淀粉樣纖維的動態轉變特性。
研究發現，單體HE30通過非溶孔性的“地毯式”機制與脂膜相互作用，誘導膜厚度減小，從而破壞細胞膜。同時，HE30在溶液中自發經歷從α-螺旋到β-折疊的構象轉變，并進一步組裝形成淀粉樣纖維。這些纖維展現出環境響應性：在常溫下主要形成非扭曲結構，而在升溫條件下轉變為左螺旋形態，并可進一步組裝成高階超螺旋纖維束。酸性環境促進纖維組裝，但堿性條件可使纖維可逆性解聚回到α-螺旋單體構象。通過原位原子力顯微鏡實時成像技術，研究揭示了HE30纖維的兩端非對稱性生長機制。結合冷凍電鏡技術，研究解析了螺旋纖維的兩種形態，揭示其交叉β-折疊核心結構是由疏水相互作用和靜電相互作用共同作用的分子基礎。研究進一步將HE30纖維作為溫度響應型模板，引導金納米粒子組裝成直線型和螺旋型兩種不同超結構，展現了其在功能材料領域的應用潛力。
這一研究深化了科研人員對NINJ1介導質膜破裂機制的理解，為新型淀粉樣纖維功能材料的開發和應用打下基礎。
相關研究成果發表在ACS Nano上。研究工作得到國家自然科學基金和中國科學院戰略性先導科技專項等的支持。
論文鏈接
HE30自組裝機制示意圖
本文鏈接：NINJ1蛋白衍生肽HE30的破膜-組裝動態調控研究獲進展http://www.sq15.cn/show-12-1983-0.html
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