在病毒與宿主的永恒博弈中，膜融合過程猶如一場精密的分子探戈——病毒需要突破宿主細胞的重重防線，而融合蛋白就是它們破門的"萬能鑰匙"。這項發表于《Communications Biology》的研究，揭開了II類和III類病毒融合蛋白操縱宿主細胞膜的分子魔術。

當前病毒學研究面臨兩大困境：一方面，像登革熱、皰疹等由II/III類融合蛋白介導的病毒缺乏有效疫苗；另一方面，盡管已知膽固醇等脂質參與融合過程，但不同類別病毒蛋白識別膜脂質的結構機制和能量學原理仍是未解之謎。更棘手的是，哺乳動物細胞膜含有數百種脂質，而以往研究僅使用簡單的單不飽和脂質模型（如16:0-18:1），無法反映真實的膜復雜性。

德國研究團隊采用多尺度分子模擬技術，結合74種融合蛋白的序列分析，系統比較了I-III類代表蛋白（流感病毒HA₂、裂谷熱病毒Gc和偽狂犬病毒gB）與不同脂質膜的相互作用。通過Martini粗�；�模型和全原子分子動力學模擬，輔以傘采樣自由能計算，定量解析了蛋白-膜結合特性。研究特別關注了哺乳動物質膜外葉的復雜脂質組成（25%PC、25%SM、40%膽固醇等），并創新性地引入多不飽和脂質（如20:4 PAPC）和GM3神經節苷脂等關鍵成分。

【關鍵方法】

1. 采用Martini 3粗�；�力場構建含復雜脂質組的膜模型
2. 傘采樣法計算結合自由能（ΔG_bind）
3. 全原子反向映射驗證脂質結合位點
4. 多序列比對分析74種病毒融合蛋白的保守性
5. 脂質密度圖分析局部膜重組效應

【主要發現】
膜結合親和力遵循I類>II類≥III類的普遍規律
自由能計算顯示I類HA₂結合能（-115 kJ/mol）顯著強于II類Gc（-82 kJ/mol）和III類gB（-59 kJ/mol）。序列分析證實該趨勢存在于13個病毒科的74種蛋白中：I類普遍含有多個疏水殘基的融合肽段，而II/III類主要依賴芳香族側鏈（如色氨酸/苯丙氨酸）插入膜。

膽固醇與多不飽和脂質的協同調控機制
膽固醇作為磷脂"間隔物"降低融合環插入能壘，而多不飽和脂質（如PAPC）通過柔性�；�鏈填充蛋白下方空隙，局部增加膜紊亂度。實驗驗證的D961K突變體在PS脂質存在時恢復結合，證實了Gc脂質結合口袋的可塑性。

II類與III類蛋白的差異化脂質識別模式
II類Gc通過單體表面口袋（含D271/R776）特異性結合PAPC/PAPS，穩定膜結合中間態；而III類gB通過獨特的融合環交叉（FL1/FL2）在單體界面形成結合槽，與W187/Y276等殘基產生陽離子-π相互作用。這種差異反映了二者不同的成熟路徑：II類需要單體先錨定膜再組裝為三聚體，III類則通過糖蛋白協同觸發構象變化。

神經節苷脂的初始錨定作用
GM3缺失使結合能降低15-30 kJ/mol。全原子模擬顯示gB與GM3的穩定結合，其N-乙酰神經氨酸（NeuAc）糖基與蛋白相互作用，這與偽狂犬病毒依賴GM1進入的實驗現象一致。

這項研究首次從原子尺度揭示了病毒融合蛋白"劫持"宿主脂質的分子策略：I類像"深海潛水員"強力插入疏水核心，II類如"精密鎖匠"通過單體口袋識別特定脂質，III類則似"分子魔術師"利用界面交叉環重構膜微區。發現的多不飽和脂質-膽固醇協同機制，不僅解釋了病毒為何在感染時上調宿主多不飽和脂質合成，更為靶向脂質結合口袋的抗病毒設計提供了藍圖。特別是Gc蛋白雙結合位點的發現，為開發能同時干擾膜錨定和三聚體組裝的雙功能抑制劑指明了方向。

該研究還建立了病毒學與膜生物學的新聯系——神經節苷脂的廣泛分布提示其可能是多種病毒的通用"登陸點"，而不同類別病毒對膜紊亂度的差異化需求，則可能解釋了為何某些病毒（如登革熱）能在缺乏膽固醇的膜上完成感染。這些發現將推動針對II/III類病毒的新型膜靶向療法開發，也為理解膜融合的普遍規律提供了范式轉換。