Механизм транспорта липидов между органеллами в клетке
• Каждая органелла обладает уникальным составом липидов, что предполагает специфичность транспорта липидов из ЭПР в каждую органеллу.
• Механизм транспорта липидов между органеллами неизвестен, но может включать прямой контакт между ЭПР и другими клеточными мембранами.
• При перемещении липидов через бислой возникает асимметричность слоев мембраны.
После синтеза липидов в ЭПР они должны транспортироваться на другие мембраны клетки. Этот процесс осложняется тем фактом, что мембранные органеллы различаются по составу липидов; таким образом, перенос должен представлять собой специфический процесс, а не просто обмен липидов. Поэтому должны существовать механизмы, которые обеспечивают не только движение липидов, но и направление этого процесса.
Хотя механизм транспорта липидов остается невыясненным, предложено несколько схем движения. Одна схема подразумевает наличие прямого контакта между мембранами, как это, например, имеет место между ЭПР и митохондриями в МСМ. Вероятно, когда мембраны двух органелл непосредственно примыкают друг к другу, это облегчает движение фосфолипидами между ними. Такая схема распределения липидов кажется вероятной, поскольку известно, что ЭПР непосредственно контактирует со всеми основными клеточными органеллами.
Последние включают плазматическую мембрану, транс-Гольджи сеть, пероксисомы, вакуоли и эндосомы/лизосомы. Хотя функциональное значение этих контактов выяснено не столь подробно, как для МСМ, но если они действительно имеют общую природу, то могут служить средством передвижения липидов из одной органел-лы в другую и обеспечивать специфичность этого процесса.
Для объяснения механизма транспорта липидов были предложены также другие гипотезы. До недавнего времени общепризнанным считалось представление о белках-переносчиках фосфолипидов. Эти белки были обнаружены в экспериментах in vitro по их способности обменивать липиды между мембранами.
Белки экстрагируют липиды из одной мембраны и помещают их в гидрофобный связывающий карман, где они находятся до того момента, как будут перенесены в другую мембрану. Хотя эти белки, возможно, участвуют в прямом переносе фосфолипидов между органеллами, они вряд ли обусловливают увеличение их липидного состава, поскольку при диссоциации липида от мембранного белка, его место занимает в белке другой липид этой же мембраны. Данные о роли этих белков в транспорте липидов in vivo отсутствуют.
Предполагается также, что при транспорте везикул по секреторному пути наряду с белками переносятся новые липиды. Однако этот механизм кажется маловероятным, поскольку вещества, препятствующие движению везикул по секреторному пути, не блокируют транспорт липидов от ЭПР к плазматической мембране. Секреторные везикулы не могут доставлять липиды к митохондриям и хлоропластам, поскольку ЭПР даже не связан с этими оранеллами через секреторный путь.
В некоторых случаях образующиеся в ЭПР липиды экспортируются в другие клетки. При этом некоторые специализированные клетки транспортируют по секреторному пути липиды, находящиеся в форме липопротеинов. Последние представляют собой крупные агрегаты, состоящие из белка и липидов, и используются для транспорта через кровоток водонерастворимых метаболитов, особенно холестерина и триацилглицеринов. Они состоят из ядра, содержащего холестерин и триацилглицерины, окруженного монослоем фосфолипидов и белка.
Существует несколько типов липопротеинов, различающихся по плотности. Особый интерес представляют липопротеиды низкой плотности (ЛНП), поскольку они образуются в люмене ЭПР клеток печени и кишечника, а затем транспортируются из них по секреторному пути. Предшественниками ЛНП являются фосфолипиды очень низкой плотности (ЛОНП), которые синтезируются на цитозольной стороне ЭПР, а затем, вероятно, проходят через мембрану Там они реагируют с белком АроВ, по мере его транслокации в люмен ЭПР. Сформировавшиеся ЛОНП частицы транспортируются по секреторному пути. Если частица не была правильно собрана в люмене ЭПР, то за счет ретроградной транслокации белок АроВ возвращается в цитозоль, где деградирует.
В цитоплазме эукариотической клетки содержится несколько компартментов, ограниченных мембранами.
