磷脂是水不溶性“結(jié)構(gòu)單元”，其限定細(xì)胞周圍的膜屏障并提供膜蛋白所在的結(jié)構(gòu)支架和環(huán)境。在2月17日至21日在加利福尼亞州舊金山舉行的第62屆生物物理學(xué)會(huì)年會(huì)上，來自德克薩斯大學(xué)休斯頓麥戈文醫(yī)學(xué)院的William Dowhan將展示他的小組的工作，探討膜蛋白磷脂環(huán)境如何決定其結(jié)構(gòu)和功能。

磷脂環(huán)境中有兩種類型的膜蛋白。“親水性(親水性)暴露在膜表面，它們與膜周圍的水環(huán)境穩(wěn)定地相互作用，疏水性(防水)暴露于膜內(nèi)部，”Dowhan說。

由于細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)和外側(cè)的親水性和疏水性蛋白質(zhì)的這種平衡，條件保持穩(wěn)定。“例如，膜一側(cè)的親水性(蛋白質(zhì))不應(yīng)該通過膜的疏水核心翻轉(zhuǎn)到另一側(cè)，”Dowhan說。

這讓Dowhan想知道為什么“細(xì)胞會(huì)維持成千上萬種獨(dú)特的磷脂物種”。為了找到答案，他的研究小組構(gòu)建了細(xì)菌大腸桿菌和酵母釀酒酵母的突變體，其中可以改變這些“構(gòu)件”的組成。“隨著我們改變膜磷脂組成，我們對細(xì)胞功能產(chǎn)生了不利影響。”道漢說。

這些都是重要的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)椤澳さ鞍鬃畛跏窃趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)(細(xì)胞內(nèi))中制造的，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到其他功能的膜上，”Dowhan說。“因此，在運(yùn)輸過程中磷脂環(huán)境的變化......在膜內(nèi)，可以改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。與磷脂組成相關(guān)的膜蛋白功能的動(dòng)態(tài)變化的重要性是控制細(xì)胞過程的一種未被認(rèn)識的方式。”

細(xì)胞如何調(diào)節(jié)各種過程對于維持細(xì)胞活力至關(guān)重要，并且它是每種細(xì)胞類型的獨(dú)特特性。“為了充分了解生命，我們不僅要確定細(xì)胞內(nèi)的每個(gè)化學(xué)反應(yīng)，還要確定每個(gè)化學(xué)反應(yīng)如何相互調(diào)節(jié)和整合，”Dowhan說。