Nr 26 / 227

Lipidomäner i modell- och biologiska membraner (Lipiddomäner)

Lipid domains in model and biological membranes

Plasmamembranen som är cellens barriär mot den extracellulära omgivningen har en mycket mångsidig uppgift.Den fungerar som en gränsyta över vilken en transport av substanser som är viktiga för cellen överflyttas.I denna process är lipiderna, membranproteiner, enzymer, kanaler och pumpar involverade.Dessa proteinkomplex har en speciell lipidomgivning där de fungerar optimalt.De omkringliggande lipiddomänerna måste vara flexibla och omformliga, det vill säga de får inte ha för lös eller kraftig packning.De flesta proteiner ändrar nämligen sin konformation när de t.ex. aktiveras och det måste då finnas en så kallad fri volym i lipiddomänen för att proteinet skall fungera på bästa möjliga sätt. -De olika lipiddomänerna i membranen antas ha en varierande sammansättning som är speciell för det membranprotein, eller t.ex. den receptor som är bundet till plasmamembranen.Kolesterolets funktion i domänerna är bland annat att omforma strukturen och sammansättningen så att proteinerna kan få en optimal konformation, och så att miljön för de integrerade proteinerna blir mest fördelaktig.Den direkta inverkan av kolesterolets närvaro i lipiddomäner är inte alls klarlagd.Man brukar tala om att det finns så kallade kolesterol-rika respektive kolesterol-fattiga domäner beroende på den laterala kolesteroldistrubutionen i membranen. -Målsättningen med forskningen är att utgående från modellstudier med hjälp av olika enzymer och lipider i ytfilmer (monolager, enkel-lipid-skikt) studera olika typer av lipid domäner.Tidigare har ytfilmerna studerats med hjälp av en såkallad Langmuir-ytvåg, och den emzymteknik där enzymet kolesteroloxidas används för att studera lipidsamverkan, (växelverkan) vid gränsytor kommer fortfarande att användas.Tekniken skall nu utökas till att omfatta även fluoroscerande protein (lipaser, apoproteiner) där man direkt kan visualisera de olika domänerna med hjälp av fluorosensmikroskop. -Lipidomänernas storlek och fysikaliska egenskaper, deras förhållande till proteinkomplexen och till kolesterol, samt enzymernas och receptorernas funktioner vid en manipulering av lippiddomäner är en av huvudlinjerna i detta forskningsprojekt.

The extracellular membrane, the plasma membrane, functions as a regulatory barrier for different substances that is involved in the maintenance of the cellular function.The packing properties of the plasma membrane regulate the flow of molecules across the two membrane leaflets.The packing properties also regulate the internalization and localization of proteins and protein complexes within the membrane.One key regulatory component of all membranes within a cell, not only the plasma membrane, is cholesterol.Its function is mainly to contribute to the quality of the membrane fluidity, besides its functions as precursor for steroid hormone synthesis and bile acids.The interactions of cholesterol with different phospholipid in membrane structures, have direct effects on the packing properties and fluidity of the membrane. -The aims of this research project are to study the interaction or affinity of cholesterol with different classes of phospholipids, mainly choline-containing phospholipids such as phosphatidylcholine and spingomyelin.These two types are in a major quantity in the plasma membrane, and it has previously been recognized that these two phospholipids have a different strength in the interaction with cholesterol.The teqniques used are among standard lipid-chemistry techniques also Langmuir monolayer films, and monolayer fluoroscene microscopy of monolayer films.

Publikation(er)

27.2.1996 / 4.3.1998