膜模拟-热蛋白质组分析揭示胆固醇半琥珀酸酯对膜蛋白广泛且与序列无关的稳定作用

膜蛋白的稳定性受到周围脂质环境的强烈影响，然而，单个脂质种类如何塑造膜蛋白质组的稳定性仍知之甚少。在本研究中，我们结合膜模拟平台与膜模拟热蛋白质组分析（membrane mimetic thermal proteome profiling, MM-TPP），系统考察了鞘磷脂、1,2-二油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱（DOPC）和半琥珀酸胆固醇酯（CHS）对膜蛋白质组的影响。CHS使蛋白质组组成从可溶性蛋白偏移，转向整合膜蛋白，并以浓度依赖性的方式诱导小鼠肝脏膜蛋白质组的热稳定化。与质膜蛋白相比，具有更高内在不稳定性的细胞器膜蛋白表现出对CHS的优先稳定化作用。向大肠杆菌膜中补充CHS同样产生了广泛的稳定化效应，表明该作用即使在不含胆固醇的系统中也会发生。 CHS引发的响应在Peptidisc和DDM条件下均具有良好的可重复性，且与CRAC/CARC基序密度无关，这支持其机制是一种广泛的、非序列依赖性的作用方式，而非选择性脂质结合，尽管跨膜螺旋更多的蛋白其稳定化程度更高。与此一致的是，与CHS重组的单个纯化蛋白仅表现出有限的稳定化，这与一种广泛性效应相符：该效应在蛋白质组尺度上比在孤立考察的单个蛋白上更为明显。综上，这些发现将CHS重新定义为一种能够广泛稳定膜蛋白的通用甾醇支架，并确立了MM-TPP作为研究脂质依赖性膜蛋白质组稳定性效应的多功能平台。

膜蛋白的稳定性受到周围脂质环境的强烈影响，然而，单个脂质种类如何塑造膜蛋白质组稳定性仍知之甚少。在本研究中，我们系统考察了鞘磷脂、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱（DOPC）和半琥珀酸胆固醇酯（CHS）对膜蛋白质组的影响，所采用的方法是将膜模拟平台与膜模拟热蛋白质组分析（MM-TPP）相结合。CHS使蛋白质组组成从可溶性蛋白偏移，转而富集于整合膜蛋白，并以浓度依赖性的方式诱导小鼠肝膜蛋白质组的热稳定化。与质膜蛋白相比，具有更高内在不稳定性的细胞器膜蛋白表现出由CHS介导的优先稳定化。向大肠杆菌膜中补充CHS同样产生了广泛的稳定化作用，表明该效应即使在不含胆固醇背景的系统中也会发生。

在Peptidisc和DDM条件下，CHS响应均具有可重复性，且与CRAC/CARC基序密度无关，这支持其作用机制是一种广泛的、序列非依赖性的机制，而非选择性的脂质结合，尽管对于跨膜螺旋数更多的蛋白，其稳定化作用更为显著。相应地，将单个纯化蛋白与CHS重构后仅表现出有限的稳定化，这与一种广泛效应相一致：该效应在蛋白质组尺度上比在孤立考察的任何单个蛋白上更为明显。综上，这些发现将CHS重新定义为一种可广泛稳定膜蛋白的通用甾醇支架，并确立了MM-TPP作为研究脂质依赖性膜蛋白质组稳定性效应的多用途平台。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.17.745344v1?rss=1

🏷️ 膜蛋白稳定性 热蛋白质组分析 胆固醇半琥珀酸酯 脂质-蛋白互作 膜模拟平台