文献：电荷密度调节产生的动态受阻电荷热点将球状蛋白质隔离到复杂的凝聚层中

链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2023/sc/d3sc00993a

作者：Biplab KC b、 Teruki Nii a、 Takeshi Mori ac、 Yoshiki Katayama acdef和 Akihiro Kishimura 

节选：

蛋白质隔离凝聚层中微环境的动态行为

包括生物分子凝聚物在内的凝聚聚合物溶液本质上是粘弹性的，分析这种性质有助于深入了解生物分子凝聚物在体内情况下的功能。因此，凝聚层的液体状或凝胶状性质应与分子组装体的动态性质相关，例如，凝聚层内组成分子的流动性。首先，评估了凝聚层液滴内聚合物和蛋白质相对于不同聚离子σ的流动性。这阐明了隔离蛋白质对凝聚层组成聚合物流动性的影响。使用 Cy3 标记的蛋白质或聚合物进行光漂白后荧光恢复 (FRAP) 测量以探测凝聚层内蛋白质和聚阳离子的流动性。令人惊讶的是，蛋白质在载 BSA 凝聚层中的流动性与在基于 PEG-P(Asp-Pr-OH) 和基于 PEG-P(Asp-Bu) 的凝聚层中的流动性不同。对于 PEG-P(Asp-Pr-OH) 基凝聚层，随着σ降低，BSA 的迁移率增强（图 6）。对于 PEG-P(Asp-Bu) 基凝聚层，观察到了相反的趋势，即在σ较低的凝聚层中，BSA 的迁移率较慢。这种差异可以通过 PEG-P(Asp-Bu) 基凝聚层的较低相对介电常数来解释，这会阻碍凝聚层中亲水性较强的 BSA 的运动。在没有蛋白质的情况下，对一种支架聚合物 Cy3-PLL 的迁移率进行测量，结果显示，对于具有不同 σ 的 PEG-P(Asp-Pr-OH) 基和 PEG-P(Asp-Bu) 基凝聚层，迁移率仅略有差异（ ESI 图 S34a †）。相反，在BSA存在下，发现Cy3-PLL 在PEG-P(Asp-Bu) 中的迁移率明显较低，且σ相对较低（σ = 0.52；ESI 图 S34b †）。这些结果表明，蛋白质螯合后，凝聚层的动态性质可能会发生改变。特别是对于PEG-P(Asp-Bu)（σ = 0.52），可能发生了向凝胶化的相变，其中蛋白质与支架聚合物化学部分的二次相互作用起着关键作用。在相对较高的离子强度条件（150 mM NaCl）下，BSA 的迁移率得到一定程度的恢复，表明疏水和亲水微环境之间的平衡起着关键作用（ESI 图 S35 †）。值得注意的是，对于 β-半乳糖苷酶，在基于 PEG-P(Asp-Pr-OH) 和基于 PEG-P(Asp-Bu) 的凝聚层中，光漂白区域的蛋白质荧光均未恢复，这与 β-半乳糖苷酶在凝聚层内部的聚集相一致 (ESI 图 S36 †)。蛋白质封存后液滴粘弹性质的这种变化可能与生物凝聚物有关，因为蛋白质的不良分配会改变其性质。

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