Распределение липидов между цитозольной и ЭКЗОПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ СТОРОНАМИ МЕМБРАНЫ

Всем типам мембран присуща асимметрия в распределении липидов в пределах мембраны. Хотя большинство липидов присутствуют в обоих монослоях бислоя, их концентрация, как правило, в одном из монослоёв намного выше, чем в другом.

И, наоборот, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин и фосфа­тидилинозитол (которые образуют более жидкие бислои) преимущест­венно локализованы в цитозольном монослое мембраны. Такое распреде­ление липидов между монослоями бислоя может влиять на кривизну мембраны (рисунок 27).

Холестерол, в отличие от фосфолипидов, практически одинаково присутствует в обоих монослоях бислоя мембраны.

Относительное содержание определённых фосфолипидов может быть определено по результатам их гидролиза ферментами фосфолипа­зами, которые разрезают различные связи в гидрофильных головках фосфолипидов (рисунок 28). Каждый тип фосфолипаз разрезает опре­делённую связь (показаны на рисунке 28 стрелками). Если фосфолипазы добавлять в межклеточное пространство, то они не могут гидролизовать фосфолипиды цитозольной стороны плазматической мембраны, поскольку эти фосфолипазы не способны преодолеть мембрану и попасть в цитозоль. Фосфолипаза С (PLC) (рисунок 28) является цитозольной, и она гидролизует фосфолипиды с цитозольной стороны плазматической мембраны, оставляя в мембране диацилглицерол (рисунок 15(6)).

В настоящее время пока ещё не ясно, каким образом возникает асимметричное распределение фосфолипидов в мембране. В чистых бислоях фосфолипиды не совершают самопроизвольный перескок (флип- флоп) из одного монослоя в другой, поскольку такой переход предполагает перемещение полярной головки через гидрофобный слой мембраны, а этот процесс чрезвычайно энергетически не выгоден.

Рисунок 28 - Гидролиз фосфолипидов фосфолипазами А, С и D.

Возможно, асимметрия в распределении фосфолипидов определяет­ся векторным синтезом липидов в эндоплазматическом ретикулуме и ап­парате Гольджи.

Сфингомиелин синтезируется на люминальной (экзоплазматичес­кой) стороне мембраны аппарата Гольджи, а фосфоглицериды, наоборот, синтезируются на цитозольной стороне мембраны эндоплазматического ретикулума, которая топологически эквивалентна цитозольной стороне плазматической мембраны.

Но такое предположение не объясняет преимущественное распо­ложение фосфатидилхолина на экзоплазматической стороне мембраны.

Перемещение этого и других типов липидов из одного монослоя мембраны в другой катализируется особыми АТФ-зависимыми транс­портными белками, которые называются флиппазами.

Избирательное расположение липидов на одной из сторон мембра­ны является физиологически необходимым для многих мембранных процессов. Например, полярные головки всех фосфорилированных форм фосфатидилинозитола (PI) ориентированы в сторону цитозоля клетки. Некоторые из этих головок отделяются цитозольной фосфолипазой С, ко­торая активизируется в результате действия на клетку многих гормонов.

Результатом такого действия фосфолипазы С является появление в цитозоле водорастворимого фосфоинозитола (IP), а в мембране липо­фильного диацилглицерола (diacylglycerol, DAG) (рисунок 15(6)). Эти моле­кулы принимают участие в процессах внутриклеточной сигнализации.

Фосфатидилсерин тоже располагается преимущественно в цито­зольном монослое плазматической мембраны. На первых стадиях стиму­ляции тромбоцитов сывороткой крови фосфатидилсерин на короткое время транслоцируется на экзоплазматическую сторону мембраны (по- видимому, флиппазой), где он активирует ферменты, обеспечивающие процесс сворачивания крови.

3.3.