SARS-CoV-2由刺突(S)、膜(M)、包膜(E)和核衣壳(N) 4种主要结构蛋白组成。S蛋白在识别人体细胞表面血管紧张素转换酶2 (ACE2)受体并与之相互作用方面的重要性已广为人知，而温度对该蛋白正常功能和结构的影响也已被广泛报道。
病毒膜蛋白是SARS-CoV-2中最丰富的结构蛋白。除了包裹病毒外，这些蛋白质还大量参与病毒的组装和繁殖。
在预印服务器上最近发表的一项研究中，利用分子动力学模拟研究了10-50˚C温度下SARS-CoV-2 M蛋白的结构动力学。为此，研究人员发现，M蛋白的活性在相关体温时达到峰值，超过这个温度后，会令人惊讶地恢复到低温行为。
研究结果
冠状病毒家族的M蛋白具有高度的结构和功能相似性，具有一个向外暴露的氨基末端和面向核衣壳的羧基末端结构域。M蛋白必须能够通过跨膜区域附近的连接，以及羧基端N、S和E蛋白与自己的副本结合。
当前研究的研究人员获得了最低的M蛋白构象异构体模型已经被先前的模拟显示稳定脂质双分子层,随后是嵌入在一个分子的脂质双分子层dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC)和dipalmitoylphosphoglycerol (DPPG)脂质在7:3的比例。水分子，以及钠离子和氯离子加入到体系中，构成一个10 × 10 × 13纳米(nm)的盒子。
偏差均方根是对蛋白质构象灵活性的测量，在10˚C、20˚C、30˚C、40˚C和50˚C的温度下进行评估，模拟时间为150纳秒(ns)。该体系在每个温度下都是相对稳定的，在较高的温度下则略高。
在40˚C和50˚C的温度下，跨膜螺旋外侧靠近C端蛋白质区域的位置发生了变化，而靠近n端区域的其他几个溶剂暴露的残基也发生了显著的变化。
接下来，该小组在自由空间模拟单个M蛋白二聚体。选择C端和n端结构域的两个参考位点来跟踪各温度下单体之间的距离。
在低温下，二聚体进入亚稳态低能构象，在10-30˚C变化不大，后者的构象最稳定。相比之下，在50˚C时，由于热波动更大，构象分布更广。温度为40℃时，蛋白质结构稳定，分布窄，吉布斯自由能高，与10-30℃和50℃时不同。
接着，研究小组检查了脂膜的特性，发现在高温下，波动性和无序度越来越大。DPPG:DPPG 7:3混合物从凝胶态到液晶态的转变温度为41℃，在此温度下，膜的柔韧性急剧增加。
为了测试温度对膜蛋白聚集的影响，8种膜蛋白二聚体同时在脂质膜上建立模型。在10-20˚C温度下，未观察到聚集现象。相对而言，在30˚C下，膜蛋白二聚体在100 ns内开始形成，在300 ns完成整个过程。
膜蛋白二聚体的聚集速率与脂质膜的无序程度有关。因此，在40˚C时，在模拟的最初几个ns内开始聚集，直到250 ns时才开始稳定聚集，在50˚C时观察到非常快的聚集，形成了两个独立的团簇。
随后在30和40˚C下进行了一个更大的模拟，在脂质双分子层上有64个膜蛋白二聚体，观察到类似的聚类行为。部分或完全形成的簇对脂质双分子层的膜曲率有影响，从而表明M蛋白在病毒出芽和裂变事件中的作用。
从这项研究和其他研究来看，尚不清楚M蛋白是否只对出芽事件负责。因此，作者预计未来的工作可能揭示这种关系的复杂性。
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