Abstrakt

Je prezentován model tekuté mozaiky pro hrubou organizaci a strukturu proteinů a lipidů biologických membrán. Model je v souladu s omezeními uloženými termodynamikou. V tomto modelu jsou proteiny, které jsou nedílnou součástí membrány, heterogenní sada globulárních molekul, z nichž každá je uspořádána do amfipatické struktury, tj. S iontovými a vysoce polárními skupinami vyčnívajícími z membrány do vodné fáze, a nepolárními skupinami z velké části pohřben v hydrofobním vnitřku membrány. Tyto globulární molekuly jsou částečně zabudovány do matice fosfolipidů. Převážná část fosfolipidu je organizována jako diskontinuální tekutá dvojvrstva, i když malá část lipidu může specificky interagovat s membránovými proteiny. Struktura tekuté mozaiky je proto formálně analogická s dvourozměrně orientovaným roztokem integrálních proteinů (nebo lipoproteinů) ve viskózním fosfolipidovém dvojvrstvém rozpouštědle. Jsou popsány nedávné experimenty s nejrůznějšími technikami a několika různými membránovými systémy, které jsou v souladu s modelem fluidní mozaiky a přidávají k němu mnoho podrobností. Zdá se tedy vhodné navrhnout možné mechanismy pro různé membránové funkce a membránou zprostředkované jevy ve světle modelu. Jako příklady jsou navrženy experimentálně testovatelné mechanismy pro změny buněčného povrchu při maligní transformaci a pro kooperativní efekty projevené v interakcích membrán s některými specifickými ligandy.

Poznámka přidaná jako důkaz: Protože byl tento článek napsán, jsme získali elektronový mikroskopický důkaz (69), že vazebná místa konkanavalinu A na membránách myších fibroblastů transformovaných virem SV40 (buňky 3T3) jsou více shlukována než místa na membránách normálních buněk, jak předpovídá hypotéza znázorněná na obr. 7B. T-here se také objevila studie Taylor et al. (70) ukazující pozoruhodné účinky produkované na lymfocyty přidáním protilátek namířených proti jejich povrchovým molekulám imunoglobulinu. Protilátky indukují redistribuci a pinocytózu těchto povrchových imunoglobulinů, takže během asi 30 minut při teplotě 37 ° C jsou povrchové imunoglobuliny zcela smeteny z membrány. K těmto účinkům však nedochází, pokud jsou bivalentní protilátky nahrazeny jejich jednomocnými fragmenty Fab nebo pokud jsou experimenty s protilátkami prováděny při 0 ° C místo 37 ° C. Tyto a související výsledky silně naznačují, že bivalentní protilátky produkují agregaci povrchových molekul imunoglobulinu v rovině membrány, ke které může dojít pouze v případě, že molekuly imunoglobulinu mohou v membráně volně difundovat. Zdá se, že tato agregace nějakým neznámým mechanismem spouští pinocytózu membránových složek. Takové membránové transformace mohou mít zásadní význam při indukci protilátkové odpovědi na antigen, stejně jako při jiných procesech buněčné diferenciace.