由偏振定位显微镜探测的CTxB在准单组分脂质双分子层上诱导的纳米尺度膜出芽

对于内吞作用和外排作用，膜通过脂质、蛋白质和碳水化合物的纳米尺度重组在平面、出芽和囊泡地形之间转变。然而，先前理解纳米尺度弯曲初始阶段的尝试受限于实验分辨率。通过实施偏振定位显微镜（PLM），本手稿报道了霍乱毒素B亚基（CTxB）在准单组分支撑脂质双分子层中的固有膜弯曲能力。膜芽最初以 <50 nm 半径被检测到，生长到 >200 nm 半径，并延伸为更长的小管，其依赖于膜张力和 CTxB 浓度。与平面支撑脂质双分子层浓度相比，CTxB 在纳米尺度膜芽的正曲率顶部富集超过 10 倍，在负高斯曲率颈部富集超过 25 倍。该发现通过将 CTxB 簇集与扩散关联到 CTxB 诱导的膜弯曲，阐明了先前的观察。CTxB 常被用作液序脂质相的标志物；然而，CTxB 与膜弯曲之间的耦合为 CTxB 诱导的膜重组提供了另一种理解。对脂质和 CTxB 均进行了单粒子追踪，以揭示单分子扩散、CTxB 积累与膜地形之间的关联。在纳米尺度芽位置观察到脂质和 CTxB 扩散减慢，表明膜弯曲时局部膜粘度或分子拥挤增加。这些结果表明，固有的 CTxB 诱导膜弯曲是细胞中启动 CTxB 内化的一种机制，该机制最初独立于网格蛋白、小窝蛋白、肌动蛋白和脂质相分离。