細(xì)胞膜上存有一種以鞘脂(sphingolipids)和膽固醇(Ch)為基本成分的微域(micro-domain),近年來(lái)引起廣泛注意,本文作者曾予簡(jiǎn)介[1]。鞘脂所含長(zhǎng)的多飽和脂酰鏈呈高度有序排列,在其緊密填充之間又散布大量膽固醇,形成了質(zhì)地較致密的富集膽固醇的小斑塊結(jié)構(gòu),而其周圍膜介質(zhì)的流動(dòng)性較強(qiáng),因此該結(jié)構(gòu)經(jīng)常處于浮動(dòng)狀態(tài),類似江流中拖運(yùn)的木筏,故稱為脂筏(lipid rafts)。由于真核生物的細(xì)胞膜常含有筏式微域,因此命名為膜筏(membrane rafts)。膜筏的結(jié)構(gòu)模型由兩部分組成:(1)富含鞘脂(鞘糖脂與鞘磷脂)的頂部域(apical domain);(2)富含磷脂酰膽堿(PC)的基側(cè)部域(basolateral domain)。
然而關(guān)于脂筏,一段時(shí)期未確定其分子組成,甚至還有人曾懷疑其存在。2006年3月23-28日,在美國(guó)康州汽艇泉港(Steamboat Spring)組織召開(kāi)了“脂筏與細(xì)胞功能”的基本原理專題討論會(huì)。世界生物物理、生物化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的專家學(xué)者共聚一堂,討論了脂筏的結(jié)構(gòu)和功能[2]。在會(huì)上主要探討了五個(gè)問(wèn)題:
1. 決定棄用“脂筏”而優(yōu)選“膜筏”一詞。雖然公認(rèn)脂類的相分離(phase separation)可為膜域的形成提供基本的能量驅(qū)動(dòng),但膜筏的形成“只決定于脂類驅(qū)動(dòng)的相互作用”這一概念已被“蛋白質(zhì)和脂類兩者均與膜微域生成有關(guān)”的觀點(diǎn)所取代。
2. 膜筏不僅見(jiàn)于質(zhì)膜,細(xì)胞內(nèi)膜如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體上也含有筏樣域。
3. 雖然富集膽固醇與鞘脂已成為膜筏的特征,但維奇(Veatch)等學(xué)者認(rèn)為,在缺乏高濃度Ch的條件下也可能生成膜筏[2-3]。
4. 介紹用于膜筏研究的成像和分析方法,如電鏡的單獨(dú)應(yīng)用及同空間統(tǒng)計(jì)的聯(lián)合使用,異源熒光與同系熒光共振能量轉(zhuǎn)移,熒光猝滅,熒光衰期成像顯微鏡檢查,光漂白后的熒光恢復(fù),熒光相關(guān)光譜分析,光柵掃描成像相關(guān)光譜分析及單粒跟蹤等。
5. 膜筏的非均一性不僅呈現(xiàn)在三維空間,而且伸展到第四維,即時(shí)間范疇。筏可能短暫出現(xiàn)或呈相對(duì)穩(wěn)定,但皆可視為動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)。通過(guò)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用,幾個(gè)小型筏可聚集以生成穩(wěn)定的重要生物學(xué)結(jié)構(gòu),如免疫突觸或全刷緣膜 (entire brush border membrane)即為其特殊示例。
會(huì)議集思廣益,最后達(dá)成一致意見(jiàn),提出膜筏定義:膜筏是一種非均一性富集固醇和鞘脂的高動(dòng)態(tài)小型域,約10~200 nm大小。它能使細(xì)胞過(guò)程隔室化。有時(shí)小型筏會(huì)借助蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)以及蛋白質(zhì)-脂類的相互作用,穩(wěn)定地形成較大平臺(tái)。 此定義將有助于澄清因筏的非均一性和短暫性而困擾近期該領(lǐng)域的理念紛紜。為與國(guó)際公認(rèn)的提法接軌,建議我國(guó)生化名詞采納膜筏的此規(guī)范定義。
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盧義欽:中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院,410078
沈士弼:南京醫(yī)科大學(xué)生物化學(xué)系,210024