stringtranslate.com

Липидная капля

Липидные капли , также называемые липидными тельцами, масляными тельцами или адипосомами, [1] представляют собой богатые липидами клеточные органеллы , которые регулируют хранение и гидролиз нейтральных липидов и в основном встречаются в жировой ткани. [2] Они также служат резервуаром для холестерина и ацилглицеринов для формирования и поддержания мембран. Липидные капли встречаются во всех эукариотических организмах и хранят большую часть липидов в адипоцитах млекопитающих . Первоначально считалось, что эти липидные капли служат просто жировыми депо, но с момента открытия в 1990-х годах белков в оболочке липидных капель, которые регулируют динамику липидных капель и липидный метаболизм, липидные капли рассматриваются как высокодинамичные органеллы, которые играют очень важную роль в регуляции внутриклеточного хранения липидов и липидного метаболизма. Роль липидных капель за пределами хранения липидов и холестерина недавно начала выясняться и включает тесную связь с воспалительными реакциями через синтез и метаболизм эйкозаноидов и с метаболическими нарушениями, такими как ожирение , рак [3] [4] и атеросклероз. [5] Известно, что в неадипоцитах липидные капли играют роль в защите от липотоксичности путем хранения жирных кислот в форме нейтрального триацилглицерина, который состоит из трех жирных кислот, связанных с глицерином. Альтернативно, жирные кислоты могут быть преобразованы в липидные промежуточные продукты, такие как диацилглицерин (ДАГ), церамиды и жирные ацил-КоА. Эти липидные промежуточные продукты могут нарушать сигнализацию инсулина, что называется липид-индуцированной инсулиновой резистентностью и липотоксичностью. [6] Липидные капли также служат платформами для связывания и деградации белков. Наконец, известно, что липидные капли используются такими патогенами, как вирус гепатита С , вирус денге и хламидия трахоматис среди прочих. [7] [8]

Структура

Липидные капли состоят из нейтрального липидного ядра, состоящего в основном из триацилглицеридов (ТАГ) и эфиров холестерина, окруженного фосфолипидным монослоем. [2] Поверхность липидных капель украшена рядом белков, которые участвуют в регуляции липидного метаболизма . [2] Первое и наиболее охарактеризованное семейство белков оболочки липидных капель — это семейство белков перилипинов, состоящее из пяти белков. К ним относятся перилипин 1 (PLIN1), перилипин 2 (PLIN2/ADRP), [9] перилипин 3 (PLIN3/TIP47), перилипин 4 (PLIN4/S3-12) и перилипин 5 (PLIN5/OXPAT/LSDP5/MLDP). [10] [11] [12] Исследования протеомики выявили связь многих других семейств белков с липидной поверхностью, включая белки, участвующие в мембранном транспорте, стыковке везикул, эндоцитозе и экзоцитозе. [13] Анализ липидного состава липидных капель выявил наличие разнообразного набора видов фосфолипидов; [14] наиболее распространенными являются фосфатидилхолин и фосфатидилэтаноламин , за которыми следует фосфатидилинозитол .

Липидные капли сильно различаются по размеру, от 20–40 нм до 100 мкм. [15] В адипоцитах липидные тельца, как правило, крупнее и могут составлять большую часть клетки, тогда как в других клетках они могут быть вызваны только при определенных условиях и имеют значительно меньший размер.

Формирование

Липидные капли отпочковываются от мембраны эндоплазматического ретикулума . Первоначально линза формируется путем накопления ТАГ между двумя слоями ее фосфолипидной мембраны . Зарождающиеся липидные капли могут расти путем диффузии жирных кислот, эндоцитоза стеролов или слияния более мелких липидных капель с помощью белков SNARE . [15] Отпочкование липидных капель стимулируется асимметричным накоплением фосфолипидов, которые снижают поверхностное натяжение по направлению к цитозолю . [16] Также наблюдалось, что липидные капли создаются путем деления существующих липидных капель, хотя считается, что это встречается реже, чем образование de novo . [17]

Липидные капли, визуализированные с помощью безмаркерной визуализации живых клеток

Образование липидных капель из эндоплазматического ретикулума начинается с синтеза нейтральных липидов для транспортировки. Производство ТАГ из диацилглицерина (путем добавления жирной ацильной цепи) катализируется белками DGAT , хотя степень, в которой требуются эти и другие белки, зависит от типа клеток. [18] Ни DGAT1, ни DGAT2 не являются по отдельности необходимыми для синтеза ТАГ или образования капель, хотя клетки млекопитающих, в которых отсутствуют оба, не могут образовывать липидные капли и имеют сильно замедленный синтез ТАГ. DGAT1, который, по-видимому, предпочитает экзогенные субстраты жирных кислот, не является необходимым для жизни; DGAT2, который, по-видимому, предпочитает эндогенно синтезированные жирные кислоты, является. [17]

В неадипоцитах накопление липидов, синтез липидных капель и рост липидных капель могут быть вызваны различными стимулами, включая факторы роста , длинноцепочечные ненасыщенные жирные кислоты (включая олеиновую кислоту и арахидоновую кислоту ), окислительный стресс и воспалительные стимулы, такие как бактериальные липополисахариды , различные микробные патогены, фактор активации тромбоцитов , эйкозаноиды и цитокины . [19]

Примером являются эндоканнабиноиды , которые являются производными ненасыщенных жирных кислот, которые в основном считаются синтезируемыми « по требованию» из предшественников фосфолипидов, находящихся в клеточной мембране , но также могут синтезироваться и храниться во внутриклеточных липидных каплях и высвобождаться из этих хранилищ при соответствующих условиях. [20]

С помощью безметковой визуализации живых клеток можно наблюдать образование живых и немаркированных липидных капель .

Галерея

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Мартин, Салли; Партон, Роберт Г. (8 марта 2006 г.). «Липидные капли: единый взгляд на динамическую органеллу». Nature Reviews Molecular Cell Biology . 7 (5): 373–378. doi :10.1038/nrm1912. PMID  16550215. S2CID  34926182.
  2. ^ abc Мобилизация и поглощение клетками накопленных жиров и триацилглицеридов (с анимацией)
  3. ^ Bozza, PT; Viola, JP (апрель–июнь 2010 г.). «Липидные капли при воспалении, раке». Prostaglandins, Leukotrienes, and Essential Fatty Acids . 82 (4–6): 243–50. doi :10.1016/j.plefa.2010.02.005. PMID  20206487.
  4. ^ Melo, Rossana CN; Dvorak, Ann M.; Chitnis, Chetan E. (5 июля 2012 г.). «Взаимодействие липидных телец и фагосом в макрофагах во время инфекционных заболеваний: защита хозяина или стратегия выживания патогена?». PLOS Pathogens . 8 (7): e1002729. doi : 10.1371/journal.ppat.1002729 . PMC 3390411. PMID  22792061 . 
  5. ^ Гринберг, Эндрю С.; Коулман, Розалинд А.; Крамер, Фредрик Б.; Макманаман, Джеймс Л.; Обин, Мартин С.; Пури, Вишваджит; Ян, Цин-Ву; Миёси, Хидеаки; Машек, Дуглас Г. (1 июня 2011 г.). «Роль липидных капель в метаболических заболеваниях у грызунов и людей». Журнал клинических исследований . 121 (6): 2102–2110. doi :10.1172/JCI46069. PMC 3104768. PMID 21633178  . 
  6. ^ Босма, М.; Керстен, С.; Хесселинк, MKC; Шраувен, П. (2012). «Повторная оценка липотоксических триггеров в скелетных мышцах: связь внутримиоцеллюлярного липидного метаболизма с чувствительностью к инсулину» (PDF) . Prog Lipid Res . 51 (1): 36–49. doi :10.1016/j.plipres.2011.11.003. PMID  22120643.
  7. ^ Heaton, NS; Randall, G (2010). «Аутофагия, вызванная вирусом денге, регулирует липидный метаболизм». Cell Host Microbe . 8 (5): 422–32. doi :10.1016/j.chom.2010.10.006. PMC 3026642 . PMID  21075353. 
  8. ^ Suzuki, M.; Shinohara, Y.; Ohsaki, Y.; Fujimoto, T. (15 августа 2011 г.). «Липидные капли: размер имеет значение». Журнал электронной микроскопии . 60 (приложение 1): S101–S116. doi :10.1093/jmicro/dfr016. PMID  21844583.
  9. ^ Босма, М; Хесселинк, MKC; Спаркс, LM; Тиммерс, С; Ферраз, MJ; Маттейссен, Ф; ван Берден, Д; Шаарт, Г; де Баетс, Миннесота; Верхейен, ФК; Керстен, С; Шраувен, П. (2012). «Перилипин 2 улучшает чувствительность скелетных мышц к инсулину, несмотря на повышенный уровень внутримышечных липидов». Диабет . 61 (11): 2679–2690. дои : 10.2337/db11-1402. ПМЦ 3478528 . ПМИД  22807032. 
  10. ^ Мартин, С.; Партон, Р.Г. (апрель 2005 г.). «Кавеолин, холестерин и липидные тела». Семинары по клеточной и эволюционной биологии . 16 (2): 163–74. doi :10.1016/j.semcdb.2005.01.007. PMID  15797827.
  11. ^ Brasaemle, DL (25 августа 2007 г.). «Серия тематических обзоров: Биология адипоцитов. Семейство структурных белков липидных капель перилипинов: стабилизация липидных капель и контроль липолиза». Журнал исследований липидов . 48 (12): 2547–2559. doi : 10.1194/jlr.R700014-JLR200 . PMID  17878492.
  12. ^ Kimmel, AR; Brasaemle, DL; McAndrews-Hill, M; Sztalryd, C; Londos, C (март 2010 г.). «Принятие PERILIPIN в качестве унифицирующей номенклатуры для семейства млекопитающих PAT внутриклеточных белков-капель хранения липидов». Journal of Lipid Research . 51 (3): 468–71. doi : 10.1194/jlr.R000034 . PMC 2817576 . PMID  19638644. 
  13. ^ Goodman, JM (17 октября 2008 г.). «Общительная липидная капля». Журнал биологической химии . 283 (42): 28005–9. doi : 10.1074/jbc.R800042200 . PMC 2568941. PMID  18611863 . 
  14. ^ Bartz, R.; Li, W.-H.; Venables, B.; Zehmer, JK; Roth, MR; Welti, R.; Anderson, RGW; Liu, P.; Chapman, KD (22 января 2007 г.). «Lipidomics показывает, что адипосомы хранят эфирные липиды и опосредуют движение фосфолипидов». The Journal of Lipid Research . 48 (4): 837–847. doi : 10.1194/jlr.M600413-JLR200 . PMID  17210984.
  15. ^ ab Guo Y, Cordes KR, Farese RV, Walther TC (15 марта 2009 г.). «Липидные капли вкратце». Journal of Cell Science . 122 (Pt 6): 749–52. doi :10.1242/jcs.037630. PMC 2714424 . PMID  19261844. 
  16. ^ Chorlay, Aymeric; Abdou Rachid Thiam (февраль 2018 г.). «Асимметрия натяжения монослоя регулирует направление почкования липидных капель». Biophysical Journal . 114 (3): 631–640. doi : 10.1016/j.bpj.2017.12.014 . PMC 5985028 . PMID  29414709. 
  17. ^ ab Wilfling, Florian; Haas, J.; Walther, T.; Farese, R. (август 2014 г.). «Биогенез липидных капель». Current Opinion in Cell Biology . 29 : 39–45. doi : 10.1016/j.ceb.2014.03.008. PMC 4526149. PMID  24736091 . 
  18. ^ Харрис, Чарльз и др. (апрель 2011 г.). «Ферменты DGAT необходимы для синтеза триацилглицеридов и липидных капель в адипоцитах». Журнал исследований липидов . 52 (4): 657–667. doi : 10.1194/jlr.M013003 . PMC 3284159. PMID  21317108 . 
  19. ^ Melo, RCN; D'Avila, H.; Wan, H.-C.; Bozza, PT; Dvorak, AM; Weller, PF (23 марта 2011 г.). «Липидные тельца в воспалительных клетках: структура, функция и современные методы визуализации». Журнал гистохимии и цитохимии . 59 (5): 540–556. doi :10.1369/0022155411404073. PMC 3201176 . PMID  21430261. 
  20. ^ Ayakannu, Thangesweran; Taylor, Anthony H.; Marczylo, Timothy H.; Willets, Jonathon M.; Konje, Justin C. (2013). «Эндоканнабиноидная система и рак, зависящий от половых стероидных гормонов». Международный журнал эндокринологии . 2013 : 259676. doi : 10.1155/2013/259676 . ISSN  1687-8337. PMC 3863507. PMID 24369462  . 

Внешние ссылки