离子影响细胞膜结构的分子动力学模拟与实验研究

在生理环境下存在的众多离子与细胞膜相互作用，对细胞膜的结构与功能的调控及整个细胞的功能发挥有着重要影响。由于细胞膜结构的特殊性和复杂性，在原子和分子水平系统地研究多种离子对细胞膜结构的影响目前仍然十分困难。本项目将以分子动力学（MD）模拟方法为主要手段，结合Langmuir Trough和原子力显微镜等实验技术，研究多种混合离子对组成细胞膜主要成分的多种磷脂双分子层（PC、PS、PC+PS、PC+胆固醇）结构的影响，并在此基础上进一步研究混合离子效应对Annexin与细胞膜结合及功能构象变化的影响，从而在原子和分子水平上阐述生理环境下离子对细胞膜结构和动力学特性的影响。

项目原定三个方面的研究内容：(1) 混合离子影响单一磷脂构成的双分子层结构的研究; (2) 混合离子影响混合脂双分子层结构的研究; (3) 离子通过影响膜结构而调节蛋白质活动的研究。项目按计划进行，完成了相关研究内容，取得了预期成果。通过MD模拟与实验的配合，阐明了混合离子对单种磷脂双分子层和类脂筏结构双分子层的影响，阐明了钙离子调控annexin V蛋白与PC/PS膜结合的分子机制，发现脂筏主要成分胆固醇与同源跨膜蛋白的差异化结合。项目组在项目执行期间，共发表了4篇标注该项目资助的通讯作者论文，培养研究生4名。该项目有力地促进了青年科研人才的成长。通过承担本项目，项目负责人形成了自己的研究方向，并于2014年9月获得了国家优秀青年科学基金的资助。