脂筏模型

脂筏是以甘油磷脂的生物膜上,膽固醇和鞘脂形成相對有序的脂相,如同漂浮在脂雙層上的“筏”一樣,載著具有生物功能的膜蛋白。

脂筏模型(lipid rafts model,K.Simons et al 1997)最初可能在高爾基體上形成,最終轉移到細胞質膜上,在甘油磷脂為主體的細胞質膜上,膽固醇富集而形成有序脂相,如同“脂筏”一樣載著各種膜蛋白。脂筏是質膜上富含膽固醇和鞘磷脂的微結構域。大小約70nm 左右,是一種動態結構,位於質膜的外小頁。由於鞘磷脂具有較長的飽和脂肪酸鏈,分子間的作用力較強,所以這些區域結構緻密,介於無序液體與液晶之間,稱為有序液體,在低溫下這些區域能抵抗非離子去垢劑的抽提,所以又稱為抗去垢劑膜。脂筏就像一個蛋白質停泊的平台,與膜的信號轉導、物質的跨膜運輸及HIV等病原微生物侵染細胞和蛋白質分選均有密切的關係。轉運到細胞膜上後,有些脂筏可在不同程度上與膜下細胞骨架蛋白交聯.推測一個100nm大小的脂筏可能載有600個蛋白分子.
從脂筏的角度來看,膜蛋白可以分為三類:
1. 存在於脂筏中的蛋白質;包括糖磷脂醯肌醇錨定蛋白,某些跨膜蛋白,Hedgehog 蛋白,雙乙醯化蛋白如:非受體酪氨酸激酶Src、G 蛋白的Gα亞基、血管內皮細胞的一氧化氮合酶。
2. 存在於脂筏之外無序液相的蛋白質;
3. 介於兩者之間的蛋白質,如某些蛋白在沒有接受到配體時,對脂筏的親和力低,當結合配體,發生寡聚化時就會轉移到脂筏中。
脂筏中的膽固醇就像膠水一樣,它對具有飽和脂肪酸鏈的鞘磷脂親和力很高,而對不飽和脂肪酸鏈的親和力低,用甲基-β-環糊精去除膽固醇,抗去垢劑的蛋白就變得易於提取。膜中的鞘磷脂主要位於外小頁,而且大部分都參與形成脂筏。
據估計脂筏的面積可能占膜表面積的一半以上。脂筏的大小是可以調節的,小的獨立脂筏可能在保持信號蛋白呈關閉狀態方面具有重要作用,當必要時,這些小的脂筏聚集成大一個大的平台,在那裡信號分子(如受體)將和它們的配件相遇,啟動信號傳遞途徑。如致敏原能夠將過敏患者體內肥大細胞或嗜鹼性細胞表面的IgE抗體及其受體橋聯起來,形成較大的脂筏,受體被脂筏中的Lyn(一種非受體酪氨酸激酶)磷酸化,啟動下游的信號轉導,最終引發過敏反應。
細胞表面的穴樣內陷具有和脂筏一樣的膜脂組成,不含籠形蛋白,含有caveolin(一種小分子量的蛋白,21KD)。大量存在於脂肪細胞、上皮細胞和平滑肌細胞。這種結構細胞的內吞有關,另外穴樣內陷中還富含某些信號分子,說明它與細胞的信號轉導有關。
細胞膜的厚度通常為7~8nm,細胞膜最重要的特性之一是半透性或選擇性透性,即有選擇地允許物質通過擴散,滲透和主動運輸等方式進入細胞,從而保證細胞正常代謝的進行。此外,大多質膜上還存在激素的受體,抗原的結合位點以及其他有關細胞識別的位點,所以質膜在激素作用,免疫反應和細胞通訊等過程中起著重要的作用。

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