Латеральная гетерогенность мембран клеток растений

83-е Тимирязевское чтение, д.б.н. Марина Сергеевна Трофимова

Марина Сергеевна Трофимова
доктор биологических наук,
зав. лаб. мембран растительных клеток,
Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН

В 1972 году Singer & Nicolson предложили гипотезу о «жидкостно-мозаичной» структуре биологических мембран, основными постулатами которой были свободная диффузия и случайное распределение белков и липидов в плоскости мембраны. В последующие годы теоретическая модель дополнялась экспериментальными данными, что в результате привело к положению о том, что биологические мембраны более «мозаичны», чем «жидкостны», и для них характерны как ограниченная диффузия, так и неслучайное распределение липидов и белков.

В 1997 году Simons & Ikonen сформулировали концепцию «липидных рафтов», в основу которой была положена идея о сегрегации сфинголипидов и стеринов в фосфолипидном бислое плазматических мембран. Такая сегрегация липидов позволяет рафтам служить платформами для встраивания или прикрепления белков, а также для их кластеризации и образования белок-липидных мембранных доменов. Это имеет место, как во время биогенеза мембран, так и при восприятии клеткой сигналов разной природы извне. Оказалось, что в формировании таких мембранных структур участвуют белки-резиденты, или маркеры рафтов, которым отводится не менее важная роль, чем липидам, в поддержании латеральной гетерогенности плазматической мембраны. Привлечение концепции мембранных рафтов позволило объяснить, как происходит поляризация клетки растений, формируются пояски Каспари и плазмодесмы, собираются рецепторные комплексы. Отдельно будет рассмотрен вопрос о том, каким образом локализация белков-транспортеров в стерин-богатых участках мембраны влияет на их функциональную активность.