铜-铜键耦合磷脂导致的膜流动性异常行为
生物物理
2017-05-16 v1
摘要
膜流动性对细胞功能至关重要，众所周知其明显受铜影响。然而，其潜在机制仍远未被理解，尤其在原子层面。在此，我们意外观察到Cu2+引起的磷脂(PL)双分子层流动性下降远显著于Zn2+和Ca2+所引起的下降，而后两种离子引起的降低程度相当。该发现明显与周期表中Cu紧邻Zn且远离Ca的位置不符。其物理本质被揭示为Cu+阳离子间的特殊吸引，可诱导形成由Cu-Cu键耦合的两个磷脂的基元(PL-diCu-PL)。即，当Cu2+离子结合到脂质的带负电荷磷酸基团时，Cu2+被还原为Cu+。阳离子的特殊吸引随后导致一个Cu+同时结合两个脂质和另一个Cu+，从而形成PL-diCu-PL结构。相反，由于电子结构，Zn和Ca离子情况下不能发生此种吸引。值得注意的是，除脂质外，磷酸基团广泛存在于其他生物分子，包括DNA、RNA、ADP和ATP，这也将诱导类似的铜离子与分子的结构。因此，我们的发现为理解铜的生物学功能及铜相关疾病机制提供了新视角。
引用
@article{arxiv.1705.05274,
title = {Anomalous behavior of membrane fluidity caused by copper-copper bond coupled phospholipids},
author = {Xiankai Jiang and Jinjin Zhang and Bo Zhou and Xiaojuan Hu and Zhi Zhu and Chao Chang and Junhong Lü and Bo Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.05274},
year = {2017}
}