近日，深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院朱蓓薇院士團(tuán)隊(duì)在ACS Nano（中科院一區(qū)TOP期刊，影響因子15.8）上發(fā)表了題為“Lipid-Derived Electrophiles Modify Proteins and Alter Their Interfacial Behavior: The Distinct Mediating Role of the Interface”的研究論文。深圳大學(xué)副研究員龔維和博士后江楷煜為本論文的共同第一作者。深圳大學(xué)為本論文的第一通訊單位。

界面廣泛存在于生物體和各類食品中，各類界面（如液-液界面、氣-液界面等）的存在對(duì)生命活動(dòng)的正常進(jìn)行或食品品質(zhì)的穩(wěn)定維持具有重要意義。無(wú)論對(duì)于生物體還是食品，蛋白質(zhì)不僅作為物質(zhì)基礎(chǔ)直接參與界面的組成，也可通過(guò)向界面的擴(kuò)散、吸附以及重排等一系列界面行為來(lái)行使其穩(wěn)定界面的功能。另一方面，脂質(zhì)過(guò)氧化（LPO）是生命活動(dòng)和食品加工中最常見(jiàn)也備受關(guān)注的生化進(jìn)程。在活性氧的作用下，脂質(zhì)中的多不飽和脂肪酸可逐漸裂解形成各種脂質(zhì)衍生親電體（LDEs），這些LDEs可對(duì)蛋白質(zhì)中的親核殘基，如賴氨酸、半胱氨酸和組氨酸進(jìn)行共價(jià)修飾，從而造成蛋白功能紊亂或食品品質(zhì)下降。值得注意的是，在水-油界面體系中，LPO同樣被視為一種界面現(xiàn)象，因此作者們推測(cè)界面可能為L(zhǎng)DEs對(duì)蛋白質(zhì)的修飾作用提供獨(dú)特的微環(huán)境，從而引起蛋白界面行為的改變。

為驗(yàn)證上述猜想，研究團(tuán)隊(duì)以親電能力最強(qiáng)的α，β-不飽和醛為骨架，設(shè)計(jì)合成了帶有可點(diǎn)擊標(biāo)簽的探針yne-ACR，模擬LDEs對(duì)蛋白的修飾作用。借助乳清蛋白-十六烷組成的水-油界面模擬體系，結(jié)合界面流體力學(xué)、化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)以及全原子分子動(dòng)力學(xué)模擬等技術(shù)，系統(tǒng)解析了界面上LDEs對(duì)乳清蛋白的修飾作用及其界面行為的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，LDEs對(duì)界面蛋白具有更顯著的修飾作用，被修飾蛋白在界面排布的穩(wěn)定性下降，可在后續(xù)的剪切過(guò)程中脫離界面并在體相中形成蛋白聚集體。以上研究發(fā)現(xiàn)可為進(jìn)一步理解界面在生物體內(nèi)或食品加工過(guò)程中的重要作用提供新的視角。

圖1 探針yne-ACR模擬典型LDE對(duì)WP的修飾作用

圖2 yne-ACR修飾改變了WP在界面處的界面行為

圖3 在IDS中，yne-ACR濃度的增加以及界面比表面積的增大促進(jìn)了yne-ACR對(duì)界面和未吸附蛋白質(zhì)的修飾作用

圖4 與未被吸附的蛋白相比，在界面蛋白中能夠檢測(cè)到更多種類的yne-ACR修飾蛋白、更多的修飾位點(diǎn)以及更高的修飾豐度，此外，全原子分子模擬結(jié)果表明yne-ACR修飾改變了界面周圍WP的聚集模式

圖5 脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物誘導(dǎo)的蛋白修飾影響蛋白在IDS中界面行為的可能機(jī)制

文獻(xiàn)詳情

Gong W, Jiang K, Yang T-Q, et al. Lipid-Derived Electrophiles Modify Proteins and Alter Their Interfacial Behavior: The Distinct Mediating Role of the Interface [J]. ACS Nano, 2025, DOI: 10.1021/acsnano.4c17439

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c17439