无膜细胞器是细胞内具有液体性质的蛋白质和核酸的聚集体。这些亚细胞内区室是蛋白或者核酸通过液-液相分离的方式聚集在一起形成的。蛋白相分离参与了细胞众多重要的生理过程而受到广泛的关注。研究发现,相分离涉及到的细胞内活动有无膜细胞器的形成、超分子组装、信号转导、基因激活、细胞骨架等。另外,相分离现象与某些疾病如神经退行性疾病的发生密切相关。目前关于相分离现象的研究方法主要集中在分子生物学、体外重组和显微成像技术等,利用核磁共振方法研究蛋白质相分离的报道还比较少。有文献报道,ATP依赖的RNA解旋酶DDX4可以在体外和细胞内发生相分离形成小液滴,并且温度和盐浓度等外界条件可以调控DDX4的相分离。DDX4由236个氨基酸残基组成的无序N末端(DDX4N1)可以在溶液中发生相分离形成直径微米级别的小液滴,并且这些小液滴可以行使“过滤器”或者“浓缩器”的功能,选择性地招募某些生物大分子到这些小液滴中。研究发现,DDX4N1相分离时可以招募单链的核酸,并且使单链的核酸稳定,但是排斥双链的核酸;对蛋白质而言,这些小液滴呈现出范围很广的吸收或者排斥能力,并且那些能够被招募的蛋白能够充当载体运输不能进入的双链核酸到小液滴中。这些被招募的生物大分子,它们的结构、功能和运动状态是否会发生改变,被招募的不同生物大分子对这些小液滴的作用如何目前并不清楚。我们利用核磁共振和其它一些生物物理学的方法,确定了 DDX4N1在溶液中的相分离条件,并选择了适宜NMR研究的蛋白标记方法。我们分别选取了蛋白SH3和核酸G-四链体这两类生物大分子,将其包裹进入DDX4N1相分离形成的小液滴中,研究它们被包裹后结构、稳定性和动力学等性质的变化。结果表明,SH3和G-四链体能够被包裹进入DDX4N1相分离形成的小液滴中,但是SH3和G-四链体对DDX4N1相分离的作用不同,SH3会抑制DDX4N1的相分离,而G-四链体促进DDX4N1的相分离;SH3和G-四链体与DDX4N1的相互作用也不同,SH3与DDX4N1的相互作用很弱,而G-四链体与DDX4N1的相互作用较强。我们测定了不同浓度的SH3在200μMDDX4N1相分离形成的小液滴中的分配系数,结果表明当DDX4N1的浓度不变时,SH3的初始浓度不同,DDX4N1包裹SH3的效率不同,当DDX4N1与SH3的浓度接近时,其包裹效率最高,SH3在DDX4N1相分离形成的小液滴中的分配系数最大。我们通过离心的方式,将DDX4N1包裹SH3后的小液滴分离出来,得到包裹了 SH3的DDX4N1 condensate。研究发现SH3被包裹后,两态的比例发生了明显的变化,折叠态比例大幅度降低,非折叠态比例大幅度升高;热力学参数拟合的结果表明SH3被包裹后稳定性降低,与其两态的变化情况一致。另外,SH3被包裹后动力学参数发生了显著的改变,T1值显著增大,而T2值显著减小,并且其两态的交换速率也发生了改变。我们通过在Ficoll 70中模拟DDX4N1 condensate的环境,认为SH3两态交换速率的改变不是由于环境拥挤或粘度增加造成的,DDX4N1与SH3之间的弱相互作用是影响两态交换速率的重要因素。我们观察到生物大分子被相分离液滴包裹后,折叠与非折叠构象的平衡发生改变,提示生物体内的分子间弱相互作用可能参与重要的分子调控。我们的结果为研究细胞的相分离现象提供了实验数据,对深入理解细胞内的分子间弱相互作用和相分离现象的生物学意义起到了促进作用。