序列依赖的分子不对称性与结构决定生物分子凝聚体的电势分布特征

调控多种细胞过程的生物分子凝聚体表现出独特的电势分布特征。稀相与致密相之间的这一电势梯度，构成了介导凝聚体独特微环境与电化学活性的根本驱动力。然而，决定凝聚体电势分布的分子原理仍不清楚。 在本研究中，我们表明，分子不对称性是凝聚体中电极化的统一起源。仅蛋白质—阳离子和蛋白质—阴离子亲和性的非对称性，就能够在由无电荷蛋白质形成的凝聚体中产生界面电双层和有限电势。电势梯度的符号遵循亲和性偏置的方向，而其大小在链长、相互作用强度和盐浓度变化的情况下，均可归并到致密相蛋白质体积分数的单一线性函数上。 此外，链末端优先占据凝聚体界面，因此，相对于末端呈不对称分布的电荷，即使在电中性多两性电解质中也会产生空间电荷分离。这些由相互作用编码和由序列结构编码的不对称性可以相互增强、屏蔽或反转，从而能够通过序列设计或溶剂环境调控相间电势的大小与极性。

调控多种细胞过程的生物分子凝聚体表现出独特的电势分布。这种稀相与致密相之间的电势梯度，构成了介导凝聚体独特微环境与电化学活性的基础驱动力。然而，决定凝聚体电势分布的分子层面原理仍不清楚。在本研究中，我们表明，分子不对称性是凝聚体中电极化的统一起源。仅蛋白质-阳离子与蛋白质-阴离子亲和性的非对称性，就能够在由无电荷蛋白质形成的凝聚体中产生界面电双层和有限电势。电势梯度的符号遵循亲和性偏置的方向，而其大小在链长、相互作用强度和盐浓度变化的情况下，均可归并到致密相蛋白质体积分数的单一线性函数上。此外，链末端优先占据凝聚体界面，因此，相对于末端呈不对称定位的电荷即使在电中性的聚两性电解质中也会造成空间电荷分离。这些由相互作用编码和由序列结构编码的不对称性能够相互增强、相互屏蔽或彼此反转，从而使相间电势的大小和极性可以通过序列设计或溶剂环境进行调控。

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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.03.742525v1?rss=1

🏷️ 生物分子凝聚体 相分离 电势分布 分子不对称性 多两性电解质 序列结构