细胞的膜结构分隔了细胞内外以及胞内各亚结构之间的不同组分与空间,同时也参与了细胞与外界的连接以及物质在这些亚结构之间的有序运输及浓度梯度。细胞膜的动态性常常与细胞骨架动态性和脂膜成分的代谢密切相关。这些过程是在蛋白质的严格调控下进行的。细胞迁移是细胞膜动态性非常活跃的过程,在生物体的发育和愈伤过程乃至癌症的发展中都具有重要意义。在细胞迁移活动中,囊泡运输、微丝骨架的重排和连接复合物结构的组装等多种过程促进了突出的膜与骨架结构在细胞前沿形成。在这些过程中,像ARF和Rho这样的小GTP酶起到了中心调节作用。以前的研究表明,ARF6和它的GAP蛋白ACAP4参与在生长因子刺激下产生的细胞膜与骨架的重排变化,引起细胞突起和膜褶皱,并对细胞的迁移起着举足轻重的作用。ACAP4由BARP、PH、GAP等多结构域组成,其中BAR结构域是一类能够感知和影响生物膜弯曲的蛋白结构单元,常常充当生物膜调节蛋白功能的中介。在囊泡运输、细胞骨架动态性调节等过程中,许多BAR结构域蛋白参与协调了细胞膜的形变和骨架动态性的调节。为了精确地解析BAR结构域在ACAP4蛋白功能调控中作用,我们进行了一系列体内外生化和细胞学实验,探索了生物膜与ACAP4功能的关系。结果显示：ACAP4的BAR结构域与其他BAR结构域相似,能以同二聚体的形式通过分子表面的碱性氨基酸与生物膜结合,并诱导囊泡的融合、成管行为,对ACAP4向内体结构的招募至关重要。在表皮生长因子的刺激下,BAR结构域中的一个酪氨酸位点可以发生磷酸化,并改变BAR结构域对脂膜的亲和性。ACAP4通过BAR和PH结构域的共同作用,在胞内特定膜成分和曲率的囊泡及质膜上募集,调控局部Arf6的GTP/GDP循环。过表达ACAP4会对Arf6调控的细胞内膜与骨架的重排起抑制作用,而膜结合性质的丧失使ACAP4失去对膜-骨架重排的抑制；同时,BAR结构域的酪氨酸磷酸化也参与了应答生长因子刺激并通过调控细胞膜与骨架重排来介导细胞运动。因此,ACAP4蛋白N端BAR结构域不仅与生物膜形态的可塑性有关,而且还能同时协调ACAP4在细胞膜-骨架的动态性调节,并影响ARF6相关的细胞迁移过程。在囊泡运输方面,我们研究了ACAP4与胆固醇运输途径中的重要蛋白NPC2的相互作用。NPC2的突变能导致来源于低密度脂蛋白的胆固醇运输异常,并在晚期内吞体和溶酶体大量堆积。我们的研究发现ACAP4的BAR结构域能与NPC2蛋白相互作用。同时,ACAP4能调节NPC2在核旁循环内体的运输。我们的研究为ACAP4在胆固醇运输途径的作用提供了线索。综上所述,ACAP4通过BAR结构域与膜相互作用,不仅能参与管状囊泡等膜结构的塑形过程,还耦联了ACAP4相关的膜与骨架动态性调节。因此,对其功能的精确解析有助于加强我们对细胞囊泡运输和迁移等分子机制的深入理解。