翻轉(zhuǎn)脂質(zhì)用于細胞運輸腎小管
研究人員越來越接近了解導(dǎo)致細胞膜部分變成微小管的分子過程,這些細胞管可以將分子輸入和輸出細胞。京都大學(xué)細胞生物學(xué)家想知道屬于P4-ATP酶家族的翻轉(zhuǎn)酶是否參與誘導(dǎo)細胞膜改變形狀。這些酶在膜的內(nèi)層和外層之間翻轉(zhuǎn)特定的脂質(zhì)。到目前為止,尚不清楚它們是否在改變膜的曲率方面發(fā)揮了作用,因為科學(xué)家們無法將其活動與膜變形結(jié)合起來。
研究人員開發(fā)了一個允許他們做到這一點的過程。他們將熒光分子標(biāo)記為細胞質(zhì)中存在的曲率感應(yīng)'BAR'蛋白,并觀察它們的表現(xiàn)。
已知當(dāng)一種稱為N-BAR的BAR結(jié)構(gòu)域募集到細胞膜時,它穿透細胞的脂質(zhì)雙層,誘導(dǎo)形成小的向內(nèi)彎曲。蛋白質(zhì)感知到曲率的這種變化,導(dǎo)致更多的N-BAR結(jié)構(gòu)域的募集,這些結(jié)構(gòu)域沿著膜的一部分彼此附著,從而觸發(fā)其轉(zhuǎn)變成管。
另一方面,BAR和F-BAR域不會這樣做,除非研究人員發(fā)現(xiàn),一種稱為ATP10A的特殊翻轉(zhuǎn)酶在細胞中被激活。ATP10A從細胞膜的外層向內(nèi)層翻轉(zhuǎn)脂質(zhì)磷脂酰膽堿,導(dǎo)致其曲率發(fā)生微小變化。當(dāng)ATP10A被激活時,BAR和F-BAR結(jié)構(gòu)域檢測到曲率的變化并與細胞膜結(jié)合。然后聚集的蛋白質(zhì)沿著細胞膜彼此連接,并將該部分轉(zhuǎn)化為向內(nèi)突出的小管。這在ATP10A關(guān)閉的細胞中沒有發(fā)生。
“通過ATP10A表達增加向內(nèi)質(zhì)膜彎曲增強內(nèi)吞作用,”京都大學(xué)藥學(xué)研究生院的Hye-Won Shin解釋道。內(nèi)吞作用是細胞的一部分吞噬外部分子進行進一步加工的過程。
“質(zhì)膜在細胞遷移,癌細胞侵襲,細胞分裂,營養(yǎng)攝取以及病原體和病毒進入細胞過程中也會動態(tài)改變形狀,”Shin解釋說。“這項研究首次證明了由P4-ATP酶誘導(dǎo)的跨雙層脂質(zhì)成分的變化可以使生物膜變形,”她說。
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