La causa más probable es que el pin Arduino va a 4 voltios, en lugar de a 5. ¿Lo has medido?
Con eso dicho, vas hacia la unidad de la puerta exactamente de la manera incorrecta. No debes poner ningún tipo de divisor antes de tu puerta. Necesitas entender las especificaciones FET mucho más que tú. El límite superior en Vgs (th) no es un límite de no exceder. Más bien, es un requisito mínimo. Peor aún, si observa detenidamente la hoja de datos, verá que este nivel se especifica para producir un nivel de corriente de drenaje de aproximadamente 250 uA o 1 mA, ninguno de los cuales es remotamente adecuado para su carga. Para cargas normales, debe proporcionar al menos 3 veces el Vgs superior (th). En este caso, si su carga requiere relativamente poca corriente, podría salirse con 5 voltios. Por otra parte, puede que no.
EDITAR - Ya que ha verificado que el pin Arduino alcanza los 4,92 voltios, el culpable más probable es su medidor. 1 Megohm es la impedancia de entrada estándar. Considera su efecto en el circuito.
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
que está lo suficientemente cerca de tu 1.6. Y si sus resistencias no tienen una tolerancia del 1%, tales tolerancias podrían explicar fácilmente qué diferencia queda.