Streszczenie

Przedstawiono model płynnej mozaiki przedstawiający ogólną organizację i strukturę białek i lipidów błon biologicznych. Model jest zgodny z ograniczeniami narzuconymi przez termodynamikę. W tym modelu białka, które są integralne z błoną, są heterogenicznym zestawem cząsteczek globularnych, z których każda jest ułożona w strukturę amfipatyczną, to znaczy z grupami jonowymi i silnie polarnymi wystającymi z błony do fazy wodnej oraz grupami niepolarnymi w większości zagrzebany w hydrofobowym wnętrzu membrany. Te cząsteczki globularne są częściowo osadzone w macierzy fosfolipidu. Większość fosfolipidów jest zorganizowana w nieciągłą, płynną dwuwarstwę, chociaż niewielka część lipidu może oddziaływać specyficznie z białkami błonowymi. Struktura płynnej mozaiki jest zatem formalnie analogiczna do dwuwymiarowego zorientowanego roztworu integralnych białek (lub lipoprotein) w lepkim dwuwarstwowym rozpuszczalniku fosfolipidowym. Opisano ostatnie eksperymenty z wieloma różnymi technikami i kilkoma różnymi systemami membranowymi, z których wszystkie są zgodne z modelem płynnej mozaiki i dodają do niego wiele szczegółów. Dlatego wydaje się właściwe, aby w świetle modelu zasugerować możliwe mechanizmy różnych funkcji błony i zjawisk związanych z błoną. Jako przykłady sugerowane są eksperymentalnie testowane mechanizmy zmian powierzchni komórek w transformacji złośliwej oraz kooperatywnych efektów wykazywanych w interakcjach błon z określonymi ligandami.

Uwaga dodana na dowód: Odkąd ten artykuł został napisany, uzyskali dowody mikroskopowe (69), że miejsca wiązania konkanawaliny A na błonach mysich fibroblastów transformowanych wirusem SV40 (komórki 3T3) są bardziej skupione niż miejsca na błonach normalnych komórek, zgodnie z hipotezą przedstawioną na ryc. 7B. T-tutaj pojawiło się również badanie Taylora i wsp. (70) wykazując niezwykłe efekty wywoływane na limfocytach przez dodanie przeciwciał skierowanych na ich powierzchniowe cząsteczki immunoglobulin. Przeciwciała indukują redystrybucję i pinocytozę tych powierzchniowych immunoglobulin, tak że w ciągu około 30 minut w 37 ° C powierzchniowe immunoglobuliny są całkowicie usuwane z błony. Efekty te nie występują jednak, jeśli dwuwartościowe przeciwciała są zastąpione ich jednowartościowymi fragmentami Fab lub jeśli doświadczenia z przeciwciałami są przeprowadzane w 0 ° C zamiast 37 ° C. Te i powiązane wyniki silnie wskazują, że biwalentne przeciwciała wytwarzają agregację powierzchniowych cząsteczek immunoglobulin w płaszczyźnie błony, która może wystąpić tylko wtedy, gdy cząsteczki immunoglobuliny mogą swobodnie dyfundować w błonie. Ta agregacja wydaje się następnie wyzwalać pinocytozę składników błony w wyniku nieznanego mechanizmu. Takie transformacje błony mogą mieć kluczowe znaczenie w indukcji odpowiedzi przeciwciał na antygen, a także iv innych procesach różnicowania komórek.