人类septin六聚体和八聚体在模型膜上自组装的定量生物物理分析

Septins（Septin蛋白）是结合GTP的细胞骨架蛋白，能够塑造并区隔质膜。其复杂的相互作用网络使得人们难以理解支配其组装的分子因素。此外，目前尚不清楚人类septin六聚体和八聚体是否会形成不同的高阶组装结构，尤其是在质膜上。在此，我们采用无标记方法研究纯化人类septin在支持性脂质双层上的结合与自组装，以回答这一问题。石英晶体微天平-耗散监测（QCM-D）显示，septin与膜的结合受扩散限制且依赖于浓度。不同septin寡聚体表现出不同的黏弹性特征，提示其结构存在差异。利用原子力显微镜（AFM）对膜结合septin网络进行成像发现，septin六聚体形成了取向一致的向列型丝状网络，而septin八聚体则形成了取向一致的弯曲结构，包括螺旋。QCM-D和AFM测量均表明，septin可形成双层丝状网络。然而，当SEPT6和SEPT7亚基的C端被截短后，六聚体不再与膜结合，而八聚体则形成由丝状螺旋构成的单层网络。我们的研究结果表明，人类septin六聚体和八聚体与膜的相互作用方式不同，这为理解它们在细胞中的功能提供了基础。

Septins（Septin蛋白）是结合GTP的细胞骨架蛋白，能够塑造并区隔质膜。其复杂的相互作用网络使得人们难以理解调控其组装的分子因素。此外，目前尚不清楚人类septin六聚体和八聚体是否会形成不同的高级组装结构，尤其是在质膜上。在本研究中，我们采用无标记方法探测纯化人源septin在支持性脂质双层上的结合与自组装，以回答这一问题。石英晶体微天平-耗散监测（QCM-D）结果显示，septin与膜的结合受扩散限制且具有浓度依赖性。不同septin寡聚体的黏弹性性质存在差异，提示其结构上存在不同。

利用原子力显微镜（AFM）对膜结合septin网络进行成像显示，septin六聚体形成取向一致的向列型丝状网络，而septin八聚体则形成取向一致的弯曲结构，包括螺旋结构。QCM-D和AFM测量结果均表明，septin可形成双层丝状网络。然而，当SEPT6和SEPT7亚基发生C端截短后，六聚体不再与膜结合，而八聚体则形成由丝状螺旋构成的单层网络。我们的研究结果揭示了人类septin六聚体和八聚体与膜相互作用方式的差异，为理解其在细胞中的功能提供了基础。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.01.729280v1?rss=1

🏷️ Septin蛋白 膜自组装 脂质双层 细胞骨架 原子力显微镜 QCM-D