蛋白质诱导的脂质双分子层形变对蛋白质形状的依赖性

膜蛋白通常会使周围的脂质双分子层膜发生形变，这在膜蛋白的功能、调控与组织中可起重要作用。膜弹性理论对蛋白质诱导的脂质双分子层形变给出了优美的描述，其中所有物理参数均可由实验直接确定。针对蛋白质诱导脂质双分子层形变的膜弹性理论解析处理，主要集中于具有圆形截面的理想化蛋白质形状，以及针对非圆截面蛋白质的微扰解。我们在此发展了一种边值方法（BVM），可针对非圆蛋白质截面，在双分子层–蛋白质界面上常边界条件与变边界条件下，构造蛋白质诱导脂质双分子层形变的不可微解析解。我们将此 BVM 应用于蛋白质诱导的脂质双分子层厚度形变。我们的 BVM 复现了圆截面蛋白质的已有解析解，并对非圆截面蛋白质与数值有限元解高度吻合。在此基础上，我们给出了关联一般蛋白质形状的 bilayer 厚度形变能的简单解析近似，并表明对于偏离旋转对称较小的情况，该解析近似与 BVM 解相符良好。利用 BVM，我们考察了蛋白质诱导脂质双分子层厚度形变对蛋白质形状的依赖性，进而探究蛋白质形状与双分子层厚度形变的耦合如何影响蛋白质寡聚化及蛋白质构象态转变。