综述:甾醇非囊泡运输与它们在质膜筏区和非筏区间分布的相互关系

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:Biochemistry (Moscow) 2.3

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  这篇综述聚焦甾醇在质膜(PM)中的动态平衡。甾醇与鞘脂形成筏区,影响膜的屏障功能。Osh 和 Lam 蛋白分别驱动甾醇在质膜与内质网(ER)间的运输。二者相互作用,维持甾醇在质膜筏区和非筏区间的分布,揭示了其独特的调控机制。

  

甾醇对质膜的重要影响


甾醇在质膜(PM)中浓度最高,它能显著影响膜的屏障特性。甾醇与鞘脂共同形成筏区,这些筏区是双层膜区域,其物理化学性质与周围的质膜不同。筏区的存在使得膜蛋白能够选择最适宜自身功能发挥的脂质环境,这一环境在双层膜的厚度、刚性、自发曲率以及侧向压力分布等方面都具有优势。在筏区中,甾醇与鞘脂的比例接近化学计量比。从理论上来说,筏区外过量的甾醇可能会严重降低膜磷脂的有序程度。

甾醇的运输机制


甾醇是在内质网(ER)中合成的。Osh 家族蛋白驱动甾醇从内质网向质膜进行主动运输(逆浓度梯度),而 Lam 蛋白则负责甾醇从质膜到内质网的被动逆向运输。当 Osh 蛋白失活时,质膜中甾醇的总水平并不会降低,但甾醇在质膜内的移动速率会下降,不过这一现象背后的机制目前还不清楚。由此推测,甾醇从内质网到质膜的囊泡运输可能比由 Osh 蛋白进行的非囊泡运输更为活跃。

甾醇在质膜不同区域的运输及分布维持机制


由于甾醇在筏区比在筏区外锚定更牢固,空间可及性更低,研究人员提出了一种假设:Lam 蛋白将质膜非筏区多余的甾醇运输到内质网,而 Osh 蛋白再将这些甾醇转运回质膜。通过这种方式,Osh 蛋白和 Lam 蛋白的协同作用使得甾醇在质膜的非筏区和筏区之间循环转动,进而使筏区得以富集甾醇。当膜非筏区的甾醇浓度降低时,依赖 Lam 蛋白的运输速率可能会下降。这是因为此时磷脂的有序程度增加,甾醇分子在膜中的保留强度也随之增强,这可能是维持质膜中甾醇浓度和分布的一种机制。

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