文献：荧光胆固醇类似物在分隔的质膜中的超快扩散

链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/tra.12163

作者：平本山木奈绪， 田中健二， 铃木健一， 广泽晃一郎， 宫原真奈美， 齐亚·卡莱， 田中光一郎， 葛西林氏， 久住明弘， 藤原贵宏

节选：

人们对胆固醇在质膜 (PM) 中的分布和动力学了解甚少。*近开发的 Bodipy488 结合胆固醇分子 (Bdp-Chol) 使我们能够使用单荧光分子成像研究 PM 中的胆固醇行为。令人惊讶的是，在完整的 PM 中，Bdp-Chol 的扩散速度是 PM 中所有分子中*快的，平均扩散系数 ( D ) 为 3.4 µm 2 /秒，大约是非筏磷脂分子 (0.33 µm 2 /秒) 的 10 倍，尽管 Bdp-Chol 可能与筏结构域相关。此外，Bdp-Chol 在长于 0.5 毫秒的时间尺度上没有表现出被捕获的迹象。在起泡的 PM 中，肌动蛋白丝大量耗尽，Bdp-Chol 和 Cy3 共轭二油酰磷脂酰乙醇胺 (Cy3-DOPE) 以相当的D s 扩散（中位数分别为 5.8 和 6.2 µm 2 /秒），表明基于肌动蛋白的膜骨架仅将 Bdp-Chol 的D降低至起泡 PM 的约 2 倍，而将Cy3-DOPE 的D降低至约 20 倍。这些结果与之前提出的模型一致，其中 PM 由基于肌动蛋白的膜骨架围栏及其相关的跨膜栅栏蛋白分隔，以对所有膜分子进行宏观扩散，并表明 Bdp-Chol 一旦进入边界，穿过隔间边界的概率比 Cy3-DOPE 大约 10 倍。由于隔室尺寸大于假定的筏结构域的尺寸，我们得出结论，筏结构域与膜骨架诱导的隔室共存并包含在其中。

胆固醇被认为是质膜（PM）组织的关键分子。它可能与饱和烷基链形成化学计量复合物并与鞘磷脂和糖鞘脂形成氢键。同时，胆固醇不易与不饱和烷基链混溶，因为其刚性、庞大的四环固醇骨架与不饱和磷脂的刚性弯曲顺式双键之间不整合。因此，在膜中存在饱和烷基链时，胆固醇分子将从不饱和脂质结构域中分离出来，并与糖基磷脂酰肌醇（ GPI）锚定蛋白、糖鞘脂和鞘磷脂的饱和烷基链形成（瞬时）复合物或结构域。由于这些特性，胆固醇被认为是 PM 中各种筏结构域以及人工膜双层 中协同组装的必需分子。

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