Werden Lipidmoleküle ohne die Verwendung eines Enzyms über eine Membran 'flip-flop'?

Alle Hinweise darauf, die ich finden kann, beziehen sich auf Enzyme wie Flippase, die es "einfacher" oder "wahrscheinlicher" machen, dass die Translokation stattfindet, anstatt sie tatsächlich zu ermöglichen.

Das Folgende ist von Alberts

Im ER jedoch äquilibrieren Phospholipide innerhalb von Minuten über die Membran, was fast 100.000-mal schneller ist, als durch spontanes „Flip-Flop“ erklärt werden kann.

Bedeutet dies, dass jede Phospholipidmembran, wenn sie unbeaufsichtigt bleibt, spontan, nur sehr langsam, „umkippt“, und kann dies beobachtet werden?

Antworten (1)

Doppelschichtkomponenten werden mit messbaren Raten „umkippen“, aber diese sind für verschiedene Lipidklassen sehr unterschiedlich. Hier sind die Ergebnisse eines Experiments mit fluoreszenzmarkierten Analoga.

Bai, JN und Pagano, RE (1997) Messung des spontanen Transfers und der Transbilayer-Bewegung von BODIPY-markierten Lipiden in Lipidvesikeln. Biochemistry 36:8840-8848 DOI: 10.1021/bi970145r

Die Autoren verfolgten die Transbilayer- (Flip-Flop) und Interbilayer-Bewegung fluoreszenzmarkierter Analoga verschiedener Membranlipide: Sphingomyelin (C-5-DMB-SM), Ceramid (C-5-DMB-Cer), Phosphatidylcholin (C-5 -DMB-PC) und Diacylglycerin (C-5-DMB-DAG) in einem System unilamellarer Vesikel, bestehend aus 1-Palmitoyl-2-oleoylphosphatidylcholin.

Die Ergebnisse wurden anhand eines Modells analysiert, in dem sich die markierten Moleküle zwischen Vesikeln und zwischen den beiden Monoschichten der Doppelschicht bewegen konnten.

half times:
            interbilayer    transbilayer (flip-flop)
C-5-DMB-SM  >21 s           3.3 h               
C-5-DMB-Cer 350 s           22 min
C-5-DMB-PC  400 s           7.5 h
C-5-DMB-DAG 100 h           70 ms

Für das getestete Phospholipid betrug die Halbwertszeit für Flip-Flop also 7,5 Stunden.

Diese Antwort ist ein guter Ausgangspunkt und gibt einen Vorgeschmack auf das Problem. Ich denke, es ist erwähnenswert, dass es eine ziemlich große Variation zwischen verschiedenen Experimenten zu Flip-Flop-Raten gibt. Ich denke, es gibt Veränderungen in Größenordnungen, und daher wäre eine neuere Referenz gut. (Jeder, der sich dafür interessiert, könnte sich wahrscheinlich die Referenz von 1997 ansehen und sehen, welche Artikel sie in Google Scholar zitieren.)