Gibt es biochemische Unterschiede zwischen den Zellmembranen von Prokaryoten und Eukaryoten?

Ich würde gerne wissen, ob es einen Unterschied in der chemischen Zusammensetzung der zellulären Doppelschicht-Lipidmembran zwischen Eukaryoten und Prokaryoten gibt.

Insbesondere würde ich gerne etwas über die Wirkung von antimikrobiellen Peptiden auf diese Doppelschichtmembranen im Zusammenhang mit den verschiedenen Membranzusammensetzungen wissen.

Es wäre hilfreich, wenn mich jemand auf einige Referenzen hinweist.

Ich habe einige Referenzen angegeben, anhand derer Sie Variationen in Membranzusammensetzungen diskutieren können. Es gibt viele mehr. Ich denke, für eine produktivere Antwort müssen Sie über bestimmte Arten sprechen.
Prokaryoten umfassen Archaebakterien. Einige Archaebakterien zeigen eine Etherbrücke (statt einer Esterbrücke) zwischen Glycerin und Fettsäure. Sogar in einigen Fällen gibt es bei einigen Archaebakterien statt 2 Lipidschichten 1 Lipidschicht, deren jedes Molekül 2 Köpfe hat. Außerdem sind gramnegative Eubakterien mit 2 Membranen umhüllt - der Zellmembran und der äußeren Membran.
Aber der Grundplan der Zellmembran jeder Zelle ist genau derselbe ... egal, ob es sich um einen Prokaryoten oder einen Eukaryoten handelt ... genau derselbe. Auch einige spärliche Ausnahmefälle gehorchen grundsätzlich der physikalischen Regel normaler Membranen von Eukaryoten und Prokaryoten.

Antworten (1)

Es gibt Unterschiede. (Außer mitochondriale eukaryotische Membranen, die tatsächlich bakteriellen Membranen ähnlich sind! ( Übersicht in van Meer et al., 2008 )).

Denken Sie zunächst daran, dass angenommen wird, dass sogar verschiedene Eukaryoten wie Pilze und Menschen unterschiedliche Zellmembranzusammensetzungen haben und dass sich dies in den Proteinen widerspiegelt ( Sharpe et al , 2010 ). Die äußere Membran gramnegativer Bakterien besteht nicht einmal aus Phospholipiden, sondern aus Glykolipiden ( Kamio & Nikaido, 1976 ). Archaische Membranen haben die bemerkenswertesten Lipidzusammensetzungen, einschließlich einer Doppelschicht-ähnlichen Monoschicht, um sich an die Bedingungen anzupassen, in denen sie vorkommen ( Oger et al 2013 ). Mein Punkt ist, dass die Aussage "es gibt Unterschiede" in der Tat eine Untertreibung ist.

Diese Frage ist wahrscheinlich entstanden, weil antimikrobielle Peptide spezifisch zu wirken scheinen und diese Spezifität möglicherweise von einer direkten Peptid-Lipid-Wechselwirkung herrührt. Das ist auf der richtigen Linie. Aus Wikipedia:

Die Zellmembranen von Bakterien sind reich an sauren Phospholipiden wie Phosphatidylglycerin und Cardiolipin [ 23 ][ 27 ] . Diese Phospholipid-Kopfgruppen sind stark negativ geladen. Daher sind die äußersten Blätter der Doppelschicht, die der Außenseite der Bakterienmembranen ausgesetzt sind, attraktiver für den Angriff der positiv geladenen antimikrobiellen Peptide.

Bemerkenswerterweise existiert in Eukaryoten keine solche Ladung, da die negative Ladung eher auf dem inneren Blatt der Plasmamembran als auf dem äußeren Blatt zu finden ist.

Es gibt eine so massive Variation, sogar innerhalb der bakteriellen Membranzusammensetzung ( Bogdanov et al 2014 ), dass ich sie hier nicht einmal wirklich auflisten kann. Darüber hinaus gibt es aufgrund von Lipidflößen Variationen in der Glykokalyx, den Oberflächenproteinen und der Dynamik der Lipidzusammensetzung.