Влияние холестерина и PIP2 на взаимодействие гликофорина A с белком полосы 3 в липидных бислоях

В мембране эритроцитов взаимодействие гликофорина A (GPA) с белком полосы 3 тесно связано с биологическими функциями мембраны и рядом заболеваний крови. С помощью крупнозернистого молекулярно-динамического моделирования мы систематически изучили влияние холестерина и фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата (PIP2) на взаимодействие GPA с белком полосы 3 в модельных мембранах эритроцитов. Мы исследовали динамику взаимодействия GPA с белком полосы 3 в различных липидных бислоях на микросекундном временном масштабе и рассчитали свободную энергию связывания GPA с белком полосы 3. Результаты показывают, что холестерин термодинамически способствует связыванию GPA с белком полосы 3, увеличивая толщину липидного бислоя и создавая эффективное притяжение между белками вследствие эффекта исключённого объёма. Холестерин также замедляет кинетику связывания GPA с белком полосы 3, снижая латеральную подвижность липидов и белков, и может влиять на участки связывания между белками. Отрицательно заряженные липиды PIP2 преимущественно связываются с поверхностью белков за счёт электростатического притяжения между полярной головкой PIP2 и положительно заряженными остатками на поверхности белка. Ионы в растворителе способствуют агрегации PIP2, которая усиливает связывание GPA с белком полосы 3.