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聚合与解聚支配着细胞骨架蛋白的细胞功能。在肌动蛋白和微管蛋白等典型的核苷酸依赖性聚合物中，核苷酸交换发生于可溶性亚基中，而不发生于完整的原丝内部。相比之下，原核生物肌动蛋白同源蛋白 MreB 的组装动力学及其对核苷酸的依赖性仍知之甚少，而 MreB 聚合形成膜相关丝状结构对于细菌细胞形态建成至关重要。我们利用全内反射荧光显微镜和高速原子力显微镜，实时监测了 MreB 在支撑脂质双层上的组装过程。ATP 结合触发 MreB 在含心磷脂的膜上聚合，形成对称延伸的成对丝状结构。ATP 水解发生于丝状结构内部，并促进其从末端解聚；与此同时，丝状结构内部持续发生的核苷酸交换调节着其在膜上的稳定性。MreB 丝状结构内部的核苷酸循环界定了一类新的生物聚合物行为，并揭示了调控肌动蛋白同源蛋白组装动力学的机制在进化上的分化。
4
德累斯顿莱布尼茨聚合物研究所（IPF），德累斯顿马克斯·贝格曼生物材料中心（MBC）；
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Caroline Peron-Cane
1
巴黎-萨克雷大学、法国国家农业、食品与环境研究院（INRAE）、巴黎高科农业学院、Micalis 研究所；
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Antoine Jegou
5
巴黎西岱大学、法国国家科学研究中心（CNRS）、雅克·莫诺研究所；
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Richard W. Wong
2
金泽大学 WPI 纳米生命科学研究所；
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Arnaud Chastanet
1
巴黎-萨克雷大学、法国国家农业、食品与环境研究院（INRAE）、巴黎高科农业学院、Micalis 研究所；
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Alphee Michelot
6
艾克斯-马赛大学、法国国家科学研究中心（CNRS）、发育生物学研究所（IBDM）、图灵生命系统中心；法国国家科学研究中心力学生物学与医学桥接国际研究实验室（IRL 3639），新加坡国立大学力学生物学研究所
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Rut Carballido-Lopez
1
巴黎-萨克雷大学、法国国家农业、食品与环境研究院（INRAE）、巴黎高科农业学院、Micalis 研究所；
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rut.carballido-lopez{at}inrae.fr
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聚合与解聚调控着细胞骨架蛋白的细胞功能。在肌动蛋白和微管蛋白等典型的核苷酸依赖性聚合物中，核苷酸交换发生于可溶性
亚基中，而非完整的原丝内部。相比之下，原核生物肌动蛋白同源蛋白 MreB 的组装动力学及其对核苷酸的依赖性仍知之甚少；MreB 聚合形成膜相关丝状结构，这一过程对细菌细胞形态发生至关重要。我们利用全内反射荧光显微镜和高速原子力显微镜，实时监测了 MreB 在支撑脂质双层上的组装过程。ATP 结合触发 MreB 在含心磷脂的膜上聚合，形成对称延伸的成对丝状结构。ATP 水解发生于丝状结构内部，并促进其从末端解聚；与此同时，丝状结构内部持续进行的核苷酸交换调节了其在膜上的稳定性。MreB 丝状结构内部的核苷酸循环界定了一类新的生物聚合物行为，并凸显了调控肌动蛋白同源蛋白组装动力学的机制在进化上的分化。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
已声明的资助方信息
欧洲研究理事会
，ERC 829 CoG，编号 772178（R.C.L.）
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发布于 2026 年 7 月 25 日。
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原核生物肌动蛋白同源蛋白的丝内核苷酸交换
Ingrid E.
Adriaans
,
Cyrille
Billaudeau
,
Charlene
Cornilleau
,
Kee Siang
Lim
,
Celine
Dinet
,
Lars D.
Renner
,
Caroline
Peron-Cane
,
Antoine
Jegou
,
Richard W.
Wong
,
Arnaud
Chastanet
,
Alphee
Michelot
,
Rut
Carballido-Lopez
bioRxiv
2026.07.24.740542;
doi:
https://doi.org/10.64898/2026.07.24.740542
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原核生物肌动蛋白同源蛋白的丝内核苷酸交换
Ingrid E.
Adriaans
,
Cyrille
Billaudeau
,
Charlene
Cornilleau
,
Kee Siang
Lim
,
Celine
Dinet
,
Lars D.
Renner
,
Caroline
Peron-Cane
,
Antoine
Jegou
,
Richard W.
Wong
,
Arnaud
Chastanet
,
Alphee
Michelot
,
Rut
Carballido-Lopez
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2026.07.24.740542;
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关键词：MreB · 原核细胞骨架 · 核苷酸交换 · 膜相关丝状结构 · 组装动力学
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.24.740542v1?rss=1