Samenvatting

Er wordt een vloeibaar mozaïekmodel gepresenteerd voor de globale organisatie en structuur van de eiwitten en lipiden van biologische membranen. Het model is in overeenstemming met de beperkingen die worden opgelegd door de thermodynamica. In dit model zijn de eiwitten die een integraal onderdeel zijn van het membraan een heterogene reeks bolvormige moleculen, elk gerangschikt in een amfipatische structuur, dat wil zeggen met de ionische en sterk polaire groepen die uit het membraan in de waterfase steken, en de niet-polaire groepen. grotendeels begraven in de hydrofobe binnenkant van het membraan. Deze bolvormige moleculen zijn gedeeltelijk ingebed in een matrix van fosfolipiden. Het grootste deel van het fosfolipide is georganiseerd als een discontinue, vloeibare dubbellaag, hoewel een klein deel van het lipide specifiek kan interageren met de membraaneiwitten. De vloeibare mozaïekstructuur is daarom formeel analoog aan een tweedimensionale georiënteerde oplossing van integrale eiwitten (of lipoproteïnen) in het viskeuze fosfolipide dubbellaagse oplosmiddel. Recente experimenten met een grote verscheidenheid aan technieken en verschillende membraansystemen worden beschreven, die allemaal in overeenstemming zijn met en veel details toevoegen aan het vloeibare mozaïekmodel. Het lijkt daarom gepast om in het licht van het model mogelijke mechanismen voor verschillende membraanfuncties en membraangemedieerde fenomenen voor te stellen. Als voorbeelden worden experimenteel testbare mechanismen voorgesteld voor celoppervlakveranderingen bij kwaadaardige transformatie, en voor coöperatieve effecten die worden vertoond in de interacties van membranen met enkele specifieke liganden.

Opmerking toegevoegd als bewijs: aangezien dit artikel is geschreven, hebben we hebben elektronenmicroscopisch bewijs verkregen (69) dat de bindingsplaatsen van concanavaline A op de membranen van SV40-virus-getransformeerde muizenfibroblasten (3T3-cellen) meer geclusterd zijn dan de plaatsen op de membranen van normale cellen, zoals voorspeld door de hypothese weergegeven in Fig. 7B. T-here is ook verschenen in een studie van Taylor et al. (70) die de opmerkelijke effecten aantonen die worden geproduceerd op lymfocyten door de toevoeging van antilichamen gericht tegen hun immunoglobulinemoleculen aan het oppervlak. De antilichamen veroorzaken een herverdeling en pinocytose van deze immunoglobulinen aan het oppervlak, zodat binnen ongeveer 30 minuten bij 37 ° C de immunoglobulinen aan het oppervlak volledig uit het membraan worden geveegd. Deze effecten treden echter niet op als de bivalente antilichamen worden vervangen door hun eenwaardige Fab-fragmenten of als de antilichaamexperimenten worden uitgevoerd bij 0 ° C in plaats van 37 ° C. Deze en verwante resultaten geven sterk aan dat de bivalente antilichamen een aggregatie van de immunoglobulinemoleculen aan het oppervlak in het vlak van het membraan produceren, wat alleen kan optreden als de immunoglobulinemoleculen vrij zijn om in het membraan te diffunderen. Deze aggregatie lijkt dan de pinocytose van de membraancomponenten op gang te brengen door een onbekend mechanisme. Dergelijke membraantransformaties kunnen van cruciaal belang zijn bij de inductie van een antilichaamrespons op een antigeen, evenals bij andere processen van celdifferentiatie.