如何實(shí)時(shí)追蹤單個(gè)膜蛋白在約4nm厚的膜內(nèi)或膜表面幾納米范圍內(nèi)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，對(duì)于研究人員來(lái)說(shuō)一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心軟物質(zhì)物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李明研究組基于單個(gè)供體對(duì)多個(gè)受體的熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）原理，發(fā)展了一套基于脂質(zhì)體的單分子熒光檢測(cè)方法（命名為L(zhǎng)ipoFRET），實(shí)現(xiàn)了在脂質(zhì)體上單個(gè)膜蛋白動(dòng)態(tài)構(gòu)象和位置變化的精密觀測(cè)，測(cè)量精度可達(dá)0.7nm。對(duì)膜內(nèi)和膜外區(qū)域的膜蛋白標(biāo)記位點(diǎn)同樣有效，是該方法獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。

應(yīng)用此方法，研究人員對(duì)α -突觸核蛋白（α-syn）進(jìn)行了深入研究，獲得了該蛋白在膜上運(yùn)動(dòng)的新信息，澄清了文獻(xiàn)中一些有爭(zhēng)議的問(wèn)題。

研究團(tuán)隊(duì)以單層脂質(zhì)體中包裹的臺(tái)盼藍(lán)染料（TB）作為熒光受體，以膜蛋白上標(biāo)記的熒光基團(tuán)作為熒光供體，結(jié)合理論計(jì)算建立了膜蛋白特定位點(diǎn)的垂直位置與相對(duì)熒光亮度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)單個(gè)α-syn蛋白上三個(gè)代表性位點(diǎn)的研究表明，α-syn的中間區(qū)域（T72）位于脂質(zhì)體磷脂膜的外表面，C端的無(wú)結(jié)構(gòu)尾部（S129）位于溶液中，而N端（K10）插入膜中并呈現(xiàn)多態(tài)的特性，其深度在各個(gè)狀態(tài)之間緩慢切換。研究人員還對(duì)α-syn的C端與鈣離子的相互作用進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示，鈣離子使部分標(biāo)記在129位點(diǎn)的熒光基團(tuán)出現(xiàn)了一個(gè)比原始位置更靠近膜表面的新?tīng)顟B(tài)，兩態(tài)之間的高度差約為1.2nm～1.6nm。該狀態(tài)所占比例隨著鈣離子濃度的升高而相應(yīng)增加，而相應(yīng)濃度的鎂離子則不會(huì)誘導(dǎo)α-syn的C端發(fā)生變化，清楚地揭示了鈣離子對(duì)α-syn C端的特異性調(diào)控作用。