电荷模式匹配作为内在无序蛋白功能性相分离的“模糊”分子识别模式

生物功能性内在无序蛋白（IDPs）的液-液相分离由其氨基酸序列编码的相互作用驱动。目前对于将不同IDP序列分配到各种无膜细胞区的分子识别机制知之甚少。最近通过应用随机相近似（RPA）聚合物理论于静电学解决了相关物理问题，静电学是控制IDP相性质的主要能量组分。RPA考虑了电荷模式，因此优于Flory-Huggins和Overbeek-Voorn平均场理论。为了在推进多种IDP序列相行为解码方面取得进展，现将针对一种IDP物种加溶剂的RPA公式扩展至处理含两种IDP物种的两性聚电解质溶液。新公式通常允许两相的二元共存，每相包含两组不同的体积分数 $(\phi_1,\phi_2)$ 对应于两种不同的IDP序列。预测的两共存相之间关于其两种序列的 $\phi_1/\phi_2$ 比的不对称性随其电荷模式间不匹配的增加而增加。该发现指向一种多价、随机、“模糊”的分子识别模式，有助于将各种IDP序列差异性地填充到分离的相区室中。通过Flory-Huggins模型提供了该趋势的直观说明，其中也探讨了三元共存的假设情况。用依赖于IDP体积分数 $\phi=\phi_1+\phi_2$ 的相对介电常数 $\epsilon_{\rm r}(\phi)$ 对当前RPA理论进行增强，导致更高的相分离倾向，与我们之前研究的单一IDP物种情况一致。