脂筏、非脂筏质膜微域内层磷脂结构的分析

摘要

目的：脂筏(1ipid rafts)是质膜双层中富含鞘脂、胆固醇及特殊蛋白质的微区。脂筏的生物学功能涉及到生命科学的多个领域。尤其在细胞信号转导方面，近年来，脂筏作为细胞膜上的信号跨膜转导平台(signaling platform)引起了人们的广泛关注。脂筏参与细胞信号跨膜传导分子机制的研究是膜分子生物学及细胞信号转导领域的前沿课题。对脂筏结构的研究，是阐明脂筏各种功能分子机制的基础。目前，对脂筏的结构已有一定的认识。尤其对脂筏脂双层外层的结构组成比较清楚。鞘磷脂、糖鞘脂、胆固醇和GPI锚定蛋白均属于脂筏脂双层外层的组份。它们是脂筏得以形成的分子基础。但脂筏脂双层内层的分子组成及结构还不十分清楚。已知许多参与细胞信号转导的分子(包括脂类、酰基化蛋白及膜蛋白等)都聚集在脂筏的内层。它们在脂筏中的定位是脂筏做为信号跨膜转导平台的重要结构基础之一。这些信号转导分子是如何定位于脂筏?其结构基础是什么?它们与脂筏外层质膜磷脂间的关系如何，这些都尚待进一步研究。本文就是通过对细胞脂筏与非脂筏部分质膜的磷脂组份及结构进行比较分析，从而探讨脂筏内层质膜的结构以及脂筏内、外层质膜之间的关系。 方法：小鼠肝癌腹水转移细胞高转移株HcaF于小鼠腹腔培养。收集细胞后,制备匀浆。采用Percoll梯度高速离心获得质膜。质膜用1％TritonX100裂解后，用蔗糖密度梯度超速离心分离脂筏。采用霍乱毒素-B亚基点杂交技术鉴定，分为脂筏与非脂筏部分质膜。采用Floch法分别萃取两部分的总磷脂。以高效薄层层析分离各磷脂组份。各磷脂组份经14％BF3-MeOH甲酯化处理后，以石油醚萃取脂肪酸甲酯，高效气相色谱分析脂肪酸链结构。 结果：对脂筏和非脂筏部分磷脂组份研究表明，脂筏部分主要磷脂组份为磷脂酰胆碱(PC)、鞘磷脂(SM)、磷脂酰乙醇胺(PE)和磷脂酰丝氨酸(PS)。非脂筏质膜部分为PC和PE。这说明SM和PS主要分布在细胞质膜的脂筏微域。对脂筏和非脂筏部分内层磷脂的脂肪酸分析表明，PE所含脂肪酸结构有显著性差异。脂筏部分PE含较多的中、短链脂肪酸(C16和C18)，而非脂筏部分含较多的长链脂肪酸(C18、C20和>C22)；PS所含脂肪酸结构组成与脂筏部分PE所含的脂肪酸结构类似。 结论：已知，细胞质膜磷脂呈不对称分布。PC和SM分布于质膜双层的外层，而PE和PS分布于质膜外层。根据磷脂的分布特点和我们的实验结果可知，脂筏部分质膜外层主要由PC和SM组成，非脂筏部分质膜外层仅由PC组成；脂筏部分质膜内层主要由PE和PS组成，非脂筏部分质膜内层主要由PE组成；综上可知，在细胞膜的各种磷脂中，SM和PS最重要的功能是参与脂筏的形成。SM位于脂筏的外层，PS位于内层。已知，SM中的鞘氨醇烃链较长(C24)，与所含脂酰链的长度差别很大，类似含不对称脂酰链的磷脂。当含不对称脂酰链的磷脂形成脂双层时，为使磷脂达到最低能量的排列方式，常形成交错对叉脂双层。SM是组成脂筏外层的主要磷脂，这就要求脂筏内层的磷脂组份在结构上与其互补，即组成脂筏内层的磷脂含不对称脂酰链或含有较多的短链脂肪酸。我们的实验结果显示，脂筏部分质膜内层的PE含的中、短链脂肪酸远较非脂筏部分多，PS所含脂肪酸结构组成与脂筏部分PE所含的脂肪酸结构类似，这可能是这些磷脂组份在脂筏内侧定位分布的重要因素。PS的存在是一些信号转导分子如蛋白激酶C发挥功能的前提条件。另外，一些微量磷脂组份如肌醇磷脂都是分布在脂筏中。脂筏的形成使质膜内层参与信号转导的脂类分子在局部浓集，形成有利于细胞信号传递的微环境。这可能是脂筏参与信号转导的分子机制之一。

目录

声明

摘要

前言

第一部分脂筏分离方法的建立

第二部分脂筏和非脂筏质膜磷脂结构的比较分析

讨论

结论

参考文献

综述脂筏的提取、鉴定、组成

致谢