Сфинголипиды и холестерин, по-видимому, не распределены случайным образом в мембране клеток. Сфинголипиды состоят из гидрофильной головной группы и гидрофобной молекулы церамида. Керамиды состоят из д- эритро-сфингозина и жирной кислоты, содержащей 2–36 атомов углерода в ацильной цепи (C2-C36-керамиды). Аминоспирт и жирная кислота образуют сложный эфир амида.
Сфинголипиды имеют тенденцию взаимодействовать друг с другом посредством взаимодействий гидрофильных головных групп сфинголипидов. Однако, поскольку головные группы довольно громоздки, эти взаимодействия должны быть скоординированы, чтобы предотвратить стерическое препятствие. Эта координация обеспечивается холестерином, который взаимодействует со сфинголипидами, в частности с наиболее распространенным сфинголипидным сфингомиелином, посредством гидрофобных ван-дер-ваальсовых взаимодействий его стерольного кольца с керамидной частью сфинголипидов, а также с водородными связями гидроксигруппы в молекуле холестерина. с полярной головной группой сфинголипидов. Скоординированное взаимодействие сфинголипидов с холестерином приводит к упорядоченной мембранной структуре с холестерином, заполняющим пустоты между объемными сфинголипидами. Вследствие тесного взаимодействия сфинголипидов и холестерина образуются стабильные домены, которые существуют в упорядоченной по жидкости или даже гелеобразной фазе. Эти домены спонтанно отделяются от других фосфолипидов в клеточной мембране. Поскольку они плавают в мембране, эти очень маленькие домены были названы липидными рафтами. Введение этих липидных плотов в понятие мембранного состава указывает на латеральную организацию клеточной мембраны. Микроскопическое исследование подтвердило существование небольших мембранных плотов диаметром 20 нм. Следует отметить, что липидные рафты были обнаружены только во внешнем листке плазматической мембраны, в то время как неизвестно, существуют ли липидные рафты или подобные мембранные домены во внутреннем / цитоплазматическом листке плазматической мембраны.
Церамид
Сфингомиелин может быть гидролизован до церамида . Генерирование церамида в липидных рафтах или в целом в мембране (даже вне рафтов) резко изменяет биофизические свойства плазматической мембраны и, по-видимому, также внутриклеточной мембраны: молекулы церамида имеют тенденцию к самопроизвольному ассоциированию, процесс, который приводит к образованию мембранных микродоменов, обогащенных керамидами, которые затем сливаются с крупными макродоменами, обогащенными керамидами, послдение легко обнаруживаются с помощью флуоресцентной микроскопии. Весьма вероятно, что эти домены существуют в гелеобразной фазе, очень гидрофобны и также изменяют диаметр мембраны. Молекулы церамидов в этих доменах, по-видимому, плотно упакованы и, следовательно, по-видимому, стабилизируют липидные рафты. Обогащенные керамидами мембранные платформы визуализировали с помощью конфокальной микроскопии in vivo в нефиксированных клетках или после фиксации с использованием флуоресцентно-меченных антитител. Дальнейшие биофизические исследования позволили проследить образование макродоменов мембран, обогащенных керамидами, в режиме реального времени путем обработки фосфатидилхолин / сфингомиелин-однослойных везикул сфингомиелиназой, иммобилизованной на микрошарике и нанесенной через стеклянную пипетку на поверхность везикулы.
Генерация церамида во внеклеточно ориентированных липидных рафтах / мембранных доменах, т.е. во внешнем листке плазматической мембраны на поверхности клетки, опосредуется ферментной кислой сфингомиелиназой (ASM), которая принадлежит к семейству сфингомиелиназ, гидролизующих сфингомиелин до церамида.
Добавить комментарий