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为探究 BAR 蛋白（Bin/Amphiphysin/Rvs167-homology domain superfamily proteins）介导膜重塑的分子机制，研究人员对 Endophilin B1 展开研究。结果发现其可与脂质双分子层相互作用并使其通透化，这为理解细胞程序性死亡等过程提供新视角，对相关疾病研究意义重大。
在细胞的微观世界里，膜重塑过程就像一场精密而复杂的舞蹈，对维持细胞的正常功能起着关键作用。其中，BAR 蛋白家族是调控这场舞蹈的重要 “编舞师”，它们能促进膜的弯曲，参与众多细胞活动。然而，由于缺乏高分辨率的结构信息，科学家们一直难以深入了解这些 “编舞师” 是如何精准调控膜重塑的，就像在黑暗中摸索，始终找不到那盏照亮前路的明灯。
Endophilin B1 作为 BAR 蛋白家族的一员，在细胞的多个关键过程中扮演着重要角色，如自噬（细胞内的一种自我清理机制）和凋亡（细胞程序性死亡），这些过程与肿瘤的发生发展密切相关。但它在细胞内膜上的具体活动机制却如同神秘的面纱，让科学家们困惑不已。因此，为了揭开这层面纱，来自瑞典乌普萨拉大学（Uppsala University）的研究人员开展了一项深入研究。
研究人员通过一系列实验，取得了令人瞩目的成果。他们首次获得了膜结合 BAR 蛋白近乎原子分辨率的单粒子冷冻电镜（cryo-EM）结构，这一突破就像是为科学家们提供了一台超级显微镜，让他们能够更清晰地观察 Endophilin B1 的结构和功能。同时，他们还发现 Endophilin B1 可以有效地使含有线粒体特异性脂质心磷脂的带负电荷脂质体通透化，并提出了 Bax 介导细胞死亡的新模型。这些发现为理解细胞的生理和病理过程提供了新的视角，也为相关疾病的治疗提供了潜在的靶点，就像找到了打开疾病治疗新大门的钥匙。该研究成果发表在《Communications Biology》杂志上。
在研究过程中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：一是冷冻电镜技术，用于解析 Endophilin B1 与脂质复合物的结构；二是小角 X 射线散射（SAXS）技术，研究溶液中 Endophilin B1 的结构和灵活性；三是构建脂质纳米盘和脂质体模型，探究 Endophilin B1 与膜的相互作用及对膜通透性的影响。
下面详细介绍研究结果：
- Endophilin B1 与含心磷脂纳米盘的结合：研究人员利用脂质纳米盘探究 Endophilin B1 与膜的相互作用。通过尺寸排阻色谱（SEC）和负染电镜等方法发现，Endophilin B1 能与含心磷脂的纳米盘结合，且结合的数量与初始摩尔比相关，这表明 Endophilin B1 与膜的结合具有特异性和剂量依赖性。
- Endophilin B1 - 脂蛋白复合物的不同化学计量比：对不同摩尔比样品进行冷冻电镜分析，发现复合物存在多种化学计量比，且装饰后的脂蛋白复合物直径比未装饰的纳米盘小，这暗示 Endophilin B1 的结合会改变膜的物理性质。
- Endophilin B1 两亲性区域锚定到膜上：高分辨率冷冻电镜数据显示，Endophilin B1 装饰的双分子层中，其两亲性螺旋锚定在膜上，且粒子为 Endophilin B1 装饰的双分子层脂蛋白复合物，而非纳米盘。同时，BAR 结构域的局部分辨率高于插入的两亲性螺旋，表明蛋白在蛋白 - 脂质界面具有灵活性。
- Endophilin B1 两亲性区域的构象变化：结合到膜上的 Endophilin B1 二聚体可分为 “中心” 和 “侧边” 二聚体，它们的两亲性螺旋构象不同。“中心” 二聚体中 H1i 主要无序，H0s 相互反平行；“侧边” 二聚体中 H1i 插入膜中，H0s 相互平行。这说明 Endophilin B1 在膜上的构象会根据其结合位置发生变化。
- H2 - H3 铰链区域的灵活性：BAR 结构域的 H2 - H3 铰链区域在膜结合时具有灵活性，其中两个甘氨酸（Gly153 和 Gly215）起到关键作用，它们使螺旋分为刚性和更灵活的部分，这有助于 Endophilin B1 适应不同的膜曲率。
- 神经网络分析揭示的组装和变形：利用 cryoDRGN 进行神经网络分析，发现 Endophilin B1 的组装会导致双分子层形状改变，且能有效分选不同化学计量比的粒子，揭示了其侧面组装的方式，为理解其在膜上的组装机制提供了重要线索。
- Linker - SH3 结构域区域的灵活性：研究表明，在溶液中，SH3 结构域与 H0 结合，对 Endophilin B1 的膜重塑活性起负调控作用。但在膜结合状态下，该区域高度灵活，通过冷冻电镜和 SAXS 分析发现，野生型和截断 SH3 结构域的 Endophilin B1 在结构和灵活性上存在差异。
- Endophilin B1 对膜囊泡的通透化作用：通过向含有封装淬灭钙黄绿素的脂质体中添加 Endophilin B1，研究发现其能导致脂质体膜通透化，使钙黄绿素荧光增强。且这种通透化作用依赖于膜的脂质组成、温度和蛋白浓度，这为解释 Endophilin B1 在细胞中的功能提供了直接证据。
研究结论和讨论部分指出，Endophilin B1 与纳米盘的结合化学计量比与初始摩尔比相关，其在膜上的组装和构象变化多样。研究还揭示了 Endophilin B1 介导膜重塑的结构基础，以及其在细胞凋亡过程中的潜在作用机制。研究人员推测，在细胞凋亡时，Endophilin B1 会定位到线粒体外膜（OMM）富含心磷脂的区域，稳定由心磷脂聚集产生的负曲率，促进 Bax 等促凋亡因子的招募，最终导致细胞死亡。这项研究不仅为理解 BAR 蛋白介导的膜重塑机制提供了重要依据，也为相关疾病的治疗提供了新的思路和潜在靶点，在生命科学和健康医学领域具有重要的理论和实践意义。
