磷脂不对称分布
文章目录
- 磷脂不对称分布
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- 引言
- 酶驱动不对称分布
- 磷脂与血栓
- 磷脂与病毒
- 参考资料
引言
细胞膜是双层脂质膜，外层和内层由大量磷脂构成。某种类型的磷脂倾向于分布在膜的一层中，即磷脂在膜上的分布是不对称的。磷脂酰胆碱和鞘磷脂主要位于外层，而磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺主要位于内层。不对称分布的生物学意义在于维持膜完整性和信号转导。
酶驱动不对称分布
膜磷脂不对称分布是酶促反应的结果。按照转位方向不同，促使磷脂转位的酶分为三类：flippase向内转位，floppase向外转位，scramblase双向转位。从外层向内层的翻转由flippase触发。该过程消耗能量，主要涉及P4-ATPase，引起磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺的不对称分布。磷脂的不对称受到scramblase的拮抗。这类酶主要包含TMEM16和XKR家族成员，使磷脂顺浓度梯度转位，且不具备对某一磷脂类型的偏好。TMEM16的作用依赖于钙离子，信号转导中主要的第二信使之一。XKR则依赖于caspase，一类促使细胞凋亡的酶。由于酶活性检测相对不易，floppase的研究研究相对较少。ABC转运体可能属于floppase，负责磷脂从内层向外层转位。
磷脂与血栓
磷脂暴露是凝血反应中一系列凝血因子的必要条件。激活状态下，flippase主动耗能引起磷脂不对称分布。酶活性开关改变会导致磷脂分布异常。ATP11A与ATP11C flippases的失活以及TMEM16F scramblase的激活使血小板活化并暴露磷脂酰丝氨酸，允许转位的磷脂接触并激活血浆中的凝血因子。凝血因子的级联激活最终促使凝血酶原向凝血酶转化，后者进一步促使纤维蛋白原转化为纤维蛋白，构成血栓的重要成分。
外泌体是细胞分泌的囊泡，直径30-150nm，具有脂质双层。外泌体不含有细胞器，仅携带RNA、蛋白质、细胞因子等物质。由于不对称分布的维持需要消耗ATP，缺乏线粒体产能系统的外泌体会将磷脂酰丝氨酸暴露于细胞外环境。这种暴露会促进凝血反应，同时也充当“吃我”信号，促使细胞摄取外泌体。因此，磷脂介导的摄取可能有利于清除外泌体，避免血液外泌体过多导致凝血过度激活，造成血栓形成。
磷脂与病毒
与外泌体相似，病毒缺乏生成ATP的能力，会导致磷脂酰丝氨酸暴露在外。细胞能够表达TIM、TAM家族蛋白，这些蛋白作为受体与磷脂酰丝氨酸结合。目前对于病毒的磷脂暴露有两种观点。当病毒位于细胞外时，病毒磷脂与细胞受体的结合可能增加其感染力。当病毒已经入侵细胞并复制后，这种结合可能反而限制了病毒的释放，制约了病毒的蔓延。
