Липидни капки
Липидните капки (англиски: lipid droplets) се клеточни структури кои складираат неутрални масти. Тие имаат посебна структура меѓу органелите – изградени се од хидрофобно јадро од неутрални липиди, обвиткано со фосфолипиден монослој. Поради неразјаснетоста околу нивната ултраструктура и биогенеза, липидните капки долго време се сметаа за инертни клеточни инклузии.
Липидните капки настануваат на мембраната на ендоплазматскиот ретикулум (ЕР).[1] Поради хидрофобната природа на неутралните масти, липидниот двослој не е соодветен за нивно складирање, па оттаму, неутралните масти се складираат во липидните капки - структури обложени со липиден монослој со хидрофобно јадро (претставуваат практично емулзија во водниот раствор на цитозолот).[2] Биогенезата започнува со синтеза на неутрални липиди, во најголем број триацилглицериди и холестерол-естри – процес катализиран од страна на интегрални мембрански белковини на ЕР-мембраната: за синтеза на триацилглицеридите, ензимот диацилглицерол ацил трансфераза (DGAT), за синтеза на холестерол-естрите, ензимот ацил-КоА:холестерол О-ацил трансфераза (ACAT). Непосредно по синтезата, триацилглицеридите се транслоцираат меѓу двата слоја на мембраната на ЕР, каде понатаму преку повеќе чекори се формираат липидните капки.
Градба на липидните капки[уреди | уреди извор]
Липидните капки се изградени од хидрофобно јадро (во чиј состав влегуваат со најголем процент триацилглицеридите и холестерол-естрите), обвиткано со фосфолипиден монослој, асоциран со голем број различни регулаторни белковини (перилипин, CGI-58 и други).
За разлика од другите клеточни органели, чија мембрана е изградена од типичен фосфолипиден двослој – биомембрана составена од два листа на фосфолипиди чии поларни глави се ориентирани кон водената фаза (цитозолот од една страна и луменот на органелата од друга страна), фосфолипидниот монослој, кој ги обвиткува липидните капки, го овозможува хидрофобниот карактер на внатрешноста на липидната капка, што е од функционално значење за нивната примарна улога во складирање на хидрофобни липиди. Ваквата градба на липидната капка покажува сличности со онаа на мицелите – поларните (хидрофилни) глави на фосфолипидите се ориентирани кон цитозолот (воден раствор), а хидрофобните опашки на маснокиселинските остатоци кон хидрофобната внатрешност. Молекуларната архитектура на липидните капки е слична со онаа на липобелковините - биокомплекси, чија функција е транспорт на нерастворливите липиди и холестерол-естри како и на холестерол низ крвта. Фосфолипидниот монослој на липидните капки е накитен со различни регулаторни белковини, чија функција е во склоп со регулацијата на липидниот метаболизам. Во типичните белковини асоцирани со површината на липидните капки спаѓаат белковините од PAT-фамилијата: перилипин (Perilipin-1, -2, -3), понатаму белковината CGI-58 (comparative gene identification protein 58) и други.
Биогенеза на липидните капки[уреди | уреди извор]
Липидните капки се динамични органели и како и сите останати органели, подлежат на циклус од биогенеза, созревање-матурација, интеракција со други органели и разградба (turnover).[3] Иако е постигнат голем напредок во последните години, сепак, точните механизми на биогенезата на липидните капки сè уште не се разбрани во детали.
Редослед на чекорите во биогенезата на липидните капки[уреди | уреди извор]
1. Синтеза на триацилглицериди (ТАГ) и холестерол-естри и нивно последователно транслоцирање меѓу двата листа на ЕР-мембраната;
2. При постигање на одредена маса синтетизирани липиди, тие започнуваат да се акумулираат меѓу двата листа на ЕР-мембраната, формирајќи таканаречена леќа;
3. Акумулирањето на липидите доведува до испапчување на цитозолниот лист од ЕР-мембраната – процес најверојатно поддржан од повеќе регулаторни белковини[4] кои се рекрутираат на местото на новоформирачката (насцентна) липидна капка;
4. По достигање на критична маса, насцентната липидна капка се отцепува од ЕР-мембраната, обвиткана од фосфолипиден монослој, кој потекнува од цитозолниот лист на ЕР-мембраната. Фосфолипидниот состав на обвивката и површинската тензија имаат значителна улога во пупчењето на липидната капка.
Различни регулаторни белковини се асоцирани со површината на липидната капка. Нивното таргетирање до површината на липидната капка е предмет на тековно истражување[5][6]. За разлика од таргетирањето на белковини кон другите органели, белковините специфично насочени кон липидните капки не поседуваат сигнална секвенца.[1]
Регулација на липолизата[уреди | уреди извор]
Разградбата на липидните капки т.е. на неутралните масти е хормонски регулирана. Една од двете најважни липази во липолизата, хормон чувствителна липаза (англиски: hormon-sensitive lipase, HSL) во базална состојба се наоѓа во цитозолот во онеспособен облик. Регулацијата се одвива по принципот на реверзибилна фосфорилација - во фосфорилирана форма ензимот е активен, а со дефосфорилирање преминува во онеспособен облик. Активацијата се врши од страна на катехоламините преку cAMP-белковина киназа А-сигналниот пат, а онеспособување преку дефосфорилација регулирана од инсулинот преку PIP3-сигналниот пат. Притоа, регулаторната белковина перилипин, која е асоцирана со површината на липидните капки, има улога за активноста и позиционирањето на хормон-чувствителната липаза на површината на липидната капка. Вториот важен ензим за липолизата, адипоцитната триацилглицерол-липаза (ATGL), во базална состојба се наоѓа на површината од липидната капка, но ензиматската активност е значително ограничена во отсуство на нејзиниот коактиватор, белковината CGI-58. CGI-58 во базална состоја е врзан за перилипин на површината на липидната капка и не може да дејствува како коактиватор на липидната триацилглицерол-липаза (ATGL).[7] Преку активирање од страна на cAMP-зависната белковина-киназа А, CGI-58 дисоцира од перилипн и се врзува за липидната триацилглицерол-липаза и значително ја зголемува нејзината активност. Перилипин исто така е активиран од cAMP-зависната белковина-киназа А и во својата активна форма ја врзува активираната хормон-чувствителна липаза на површината на липидната капка. Двата ензими ги разложуваат триацилглицеролите до моноацилглицероли, при што адипоцитната триацилглицерол-липаза е важна за воведната липолиза. Моноацилглицеролите последователно се разложени до глицерол и масна киселина од страна на конститутивно активната моноацилглицерол-липаза (MAGL). Ослободените масни киселини се транспортираат во матрицата на митохондриите, каде преку процесот на β-оксидација се разложуваат до ацетил-КоА.
Липидниот метаболизам покрај хормонската контрола е регулиран и од страна на масни киселини, кои преку јадрени рецептори ја контролираат генската експресија на одредени гени.
Наводи[уреди | уреди извор]
- ↑ 1,0 1,1 Olzmann, James A.; Carvalho, Pedro (2019-03). „Dynamics and functions of lipid droplets“. Nature Reviews Molecular Cell Biology (англиски). 20 (3): 137–155. doi:10.1038/s41580-018-0085-z. ISSN 1471-0080. Проверете ги датумските вредности во:
|date=
(help) - ↑ Thiam, Abdou Rachid; Farese Jr, Robert V.; Walther, Tobias C. (2013-12). „The biophysics and cell biology of lipid droplets“. Nature Reviews Molecular Cell Biology (англиски). 14 (12): 775–786. doi:10.1038/nrm3699. ISSN 1471-0080. Проверете ги датумските вредности во:
|date=
(help) - ↑ Cohen, Sarah (2018-01-01). Galluzzi, Lorenzo (уред.). International Review of Cell and Molecular Biology (англиски). 337. Academic Press. стр. 83–110.
- ↑ Thiam, Abdou Rachid; Farese Jr, Robert V.; Walther, Tobias C. (2013-12). „The biophysics and cell biology of lipid droplets“. Nature Reviews Molecular Cell Biology (англиски). 14 (12): 775–786. doi:10.1038/nrm3699. ISSN 1471-0072. Проверете ги датумските вредности во:
|date=
(help) - ↑ Kory, Nora; Farese, Robert V.; Walther, Tobias C. (2016-07). „Targeting Fat: Mechanisms of Protein Localization to Lipid Droplets“. Trends in Cell Biology (англиски). 26 (7): 535–546. doi:10.1016/j.tcb.2016.02.007. PMC 4976449. PMID 26995697. Проверете ги датумските вредности во:
|date=
(help)CS1-одржување: PMC-формат (link) - ↑ „Mechanisms of protein targeting to lipid droplets: A unified cell biological and biophysical perspective“. Seminars in Cell & Developmental Biology (англиски). 108: 4–13. 2020-12-01. doi:10.1016/j.semcdb.2020.03.004. ISSN 1084-9521.
- ↑ Heinrich, Peter C. 1939-; Löffler, Georg 1935-; Petrides, Petro E. 1949-; Müller, Matthias; Graeve, Lutz (2014). Löffler-Petrides Biochemie und Pathobiochemie (9., vollst. überarb. Aufl. изд.). Berlin: Springer Medizin. ISBN 978-3-642-17971-6. OCLC 1184499268.