文獻(xiàn)：熒光膽固醇類似物在分隔的質(zhì)膜中的超快擴(kuò)散

鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/tra.12163

作者：平本山木奈緒， 田中健二， 鈴木健一， 廣澤晃一郎， 宮原真奈美， 齊亞·卡萊， 田中光一郎， 葛西林氏， 久住明弘， 藤原貴宏

節(jié)選：

人們對膽固醇在質(zhì)膜 (PM) 中的分布和動力學(xué)了解甚少。*近開發(fā)的 Bodipy488 結(jié)合膽固醇分子 (Bdp-Chol) 使我們能夠使用單熒光分子成像研究 PM 中的膽固醇行為。令人驚訝的是，在完整的 PM 中，Bdp-Chol 的擴(kuò)散速度是 PM 中所有分子中*快的，平均擴(kuò)散系數(shù) ( D ) 為 3.4 ?m 2 /秒，大約是非筏磷脂分子 (0.33 ?m 2 /秒) 的 10 倍，盡管 Bdp-Chol 可能與筏結(jié)構(gòu)域相關(guān)。此外，Bdp-Chol 在長于 0.5 毫秒的時(shí)間尺度上沒有表現(xiàn)出被捕獲的跡象。在起泡的 PM 中，肌動蛋白絲大量耗盡，Bdp-Chol 和 Cy3 共軛二油酰磷脂酰乙醇胺 (Cy3-DOPE) 以相當(dāng)?shù)腄 s 擴(kuò)散（中位數(shù)分別為 5.8 和 6.2 ?m 2 /秒），表明基于肌動蛋白的膜骨架僅將 Bdp-Chol 的D降低至起泡 PM 的約 2 倍，而將Cy3-DOPE 的D降低至約 20 倍。這些結(jié)果與之前提出的模型一致，其中 PM 由基于肌動蛋白的膜骨架圍欄及其相關(guān)的跨膜柵欄蛋白分隔，以對所有膜分子進(jìn)行宏觀擴(kuò)散，并表明 Bdp-Chol 一旦進(jìn)入邊界，穿過隔間邊界的概率比 Cy3-DOPE 大約 10 倍。由于隔室尺寸大于假定的筏結(jié)構(gòu)域的尺寸，我們得出結(jié)論，筏結(jié)構(gòu)域與膜骨架誘導(dǎo)的隔室共存并包含在其中。

膽固醇被認(rèn)為是質(zhì)膜（PM）組織的關(guān)鍵分子。它可能與飽和烷基鏈形成化學(xué)計(jì)量復(fù)合物并與鞘磷脂和糖鞘脂形成氫鍵。同時(shí)，膽固醇不易與不飽和烷基鏈混溶，因?yàn)槠鋭傂�、龐大的四環(huán)固醇骨架與不飽和磷脂的剛性彎曲順式雙鍵之間不整合。因此，在膜中存在飽和烷基鏈時(shí)，膽固醇分子將從不飽和脂質(zhì)結(jié)構(gòu)域中分離出來，并與糖基磷脂酰肌醇（ GPI）錨定蛋白、糖鞘脂和鞘磷脂的飽和烷基鏈形成（瞬時(shí)）復(fù)合物或結(jié)構(gòu)域。由于這些特性，膽固醇被認(rèn)為是 PM 中各種筏結(jié)構(gòu)域以及人工膜雙層 中協(xié)同組裝的必需分子。

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