Kapička lipidů - Lipid droplet

Kapičky lipidů, označované také jako lipidová tělíska, olejová tělesa nebo adiposomy,[1] jsou buňky bohaté na lipidy organely které regulují skladování a hydrolýza neutrálních lipidů a nacházejí se převážně v tukové tkáni.[2] Slouží také jako rezervoár pro cholesterol a acyl-glyceroly pro tvorbu a údržbu membrány. Kapičky lipidů se nacházejí ve všech eukaryotických organismech a ukládají velkou část lipidy u savců adipocyty. Zpočátku byly tyto lipidové kapičky považovány pouze za zásoba tuků, ale od objevu proteinů v obalu lipidových kapiček v 90. letech, které regulují dynamiku lipidových kapiček a metabolismus lipidů, jsou lipidové kapičky považovány za vysoce dynamické organely, které hrají velmi důležitou roli role v regulaci intracelulárního ukládání lipidů a metabolismu lipidů. Úloha lipidových kapiček mimo ukládání lipidů a cholesterolu byla nedávno objasněna a zahrnuje úzkou souvislost se zánětlivými odpověďmi prostřednictvím syntézy a metabolismu eikosanoidy a na metabolické poruchy, jako je obezita, rakovina,[3][4] a ateroskleróza.[5] U neadipocytů je známo, že lipidové kapičky hrají roli při ochraně před lipotoxicita skladováním mastné kyseliny ve formě neutrálního triacylglycerolu, který se skládá ze tří mastných kyselin vázaných na glycerol. Alternativně mohou být mastné kyseliny převedeny na lipidové meziprodukty, jako je diacylglycerol (DAG), ceramidy a mastné acyl-CoAs. Tyto lipidové meziprodukty mohou zhoršit inzulínovou signalizaci, která se označuje jako lipidem indukovaná inzulínová rezistence a lipotoxicita.[6] Kapičky lipidů také slouží jako platformy pro vazbu a degradaci proteinů. Nakonec je známo, že lipidové kapičky jsou využívány patogeny, jako je virus hepatitidy C., virus dengue a Chlamydia trachomatis mezi ostatními.[7][8]

Struktura

Kapičky lipidů se skládají z neutrálního lipidového jádra, které se skládá hlavně z triacylglyceroly (TAG) a estery cholesterylu obklopené fosfolipidovou monovrstvou.[2] Povrch lipidových kapiček zdobí řada proteinů, které se podílejí na regulaci metabolismus lipidů.[2] První a nejlépe charakterizovanou rodinou plášťových proteinů lipidových kapiček je rodina proteinů perilipinu, která se skládá z pěti proteinů. Tyto zahrnují perilipin 1 (PLIN1), perilipin 2 (PLIN2 / ADRP),[9] perilipin 3 (PLIN3 / TIP47), perilipin 4 (PLIN4 / S3-12) a perilipin 5 (PLIN5 / OXPAT / LSDP5 / MLDP).[10][11][12] Proteomika studie objasnily asociaci mnoha dalších rodin proteinů s lipidovým povrchem, včetně proteinů zapojených do transportu membrán, dokování vezikul, endocytózy a exocytózy.[13] Analýza lipidového složení lipidových kapiček odhalila přítomnost rozmanitého souboru fosfolipidových druhů;[14] fosfatidylcholin a fosfatidylethanolamin jsou nejhojnější, následuje fosfatidylinositol.

Velikost lipidových kapiček se velmi liší v rozmezí od 20 do 40 nm do 100 um.[15] V adipocytech mají lipidová těla tendenci být větší a mohou tvořit většinu buňky, zatímco v jiných buňkách mohou být indukována pouze za určitých podmínek a mají podstatně menší velikost.

Formace

Přestože přesný mechanismus tvorby lipidových kapiček není dosud znám, předpokládá se, že se uvolňují z membrány endoplazmatické retikulum protože TAG se shromažďují mezi dvěma vrstvami fosfolipidová membrána. K růstu lipidových kapiček může následně dojít přímou difúzí mastných kyselin, endocytózou sterolů nebo fúzí menších lipidových kapiček pomocí SNARE proteiny.[15] Bylo také pozorováno, že lipidové kapičky vznikají štěpením stávajících lipidových kapiček, i když je to považováno za méně časté než de novo formace.[16]

Kapky lipidů vizualizovány bez štítků zobrazení živých buněk

Tvorba lipidových kapiček z endoplazmatického retikula začíná syntézou neutrálních lipidů, které mají být transportovány. Výroba TAG z diacylglycerolu (přidáním mastného acylového řetězce) je katalyzována DGAT proteiny, i když rozsah, v jakém jsou tyto a další proteiny vyžadovány, závisí na typu buňky.[17] Ani DGAT1, ani DGAT2 nejsou zvlášť důležité pro syntézu TAG nebo tvorbu kapiček, ačkoli buňky savců, kterým chybí oba, nemohou vytvářet lipidové kapičky a mají silně zastavenou syntézu TAG. DGAT1, který zřejmě preferuje exogenní substráty mastných kyselin, není pro život nezbytný; DGAT2, který, jak se zdá, preferuje endogenně syntetizované mastné kyseliny, je.[16]

U neadipocytů lze ukládání lipidů, syntézu lipidových kapiček a růst lipidových kapiček vyvolat různými podněty, včetně růstové faktory, dlouhý řetěz nenasycené mastné kyseliny (počítaje v to kyselina olejová a kyselina arachidonová ), oxidační stres a zánětlivé podněty jako bakteriální lipopolysacharidy, různé mikrobiální patogeny, faktor aktivující trombocyty, eikosanoidy, a cytokiny.[18]


Příkladem je endokanabinoidy což jsou deriváty nenasycených mastných kyselin, za které se většinou považují syntetizován „Na vyžádání“ od fosfolipid prekurzory pobývající v EU buněčná membrána, ale mohou být také syntetizovány a uchovávány v nitrobuněčných lipidových kapičkách a uvolňovány z těchto zásob za vhodných podmínek.[19]

Je možné pozorovat tvorbu lipidových kapiček, živých a bez štítků, za použití bez štítků zobrazení živých buněk.

Galerie

SLUNCE

Reference

  1. ^ Martin, Sally; Parton, Robert G. (8. března 2006). "Lipidové kapičky: jednotný pohled na dynamickou organelu". Nature Reviews Molecular Cell Biology. 7 (5): 373–378. doi:10.1038 / nrm1912. PMID  16550215. S2CID  34926182.
  2. ^ A b C Mobilizace a buněčná absorpce uložených tuků a triacylglycerolu (s animací)
  3. ^ Bozza, PT; Viola, JP (duben - červen 2010). "Kapičky lipidů při zánětu, rakovině". Prostaglandiny, leukotrieny a esenciální mastné kyseliny. 82 (4–6): 243–50. doi:10.1016 / j.plefa.2010.02.005. PMID  20206487.
  4. ^ Melo, Rossana C. N .; Dvořák, Ann M .; Chitnis, Chetan E. (5. července 2012). „Interakce lipidového těla s fagozomy u makrofágů během infekčních nemocí: obrana hostitele nebo strategie přežití patogenu?“. PLOS patogeny. 8 (7): e1002729. doi:10.1371 / journal.ppat.1002729. PMC  3390411. PMID  22792061.
  5. ^ Greenberg, Andrew S .; Coleman, Rosalind A .; Kraemer, Fredric B .; McManaman, James L .; Obin, Martin S .; Puri, Vishwajeet; Yan, Qing-Wu; Miyoshi, Hideaki; Mashek, Douglas G. (1. června 2011). „Úloha lipidových kapiček při metabolickém onemocnění u hlodavců a lidí“. Journal of Clinical Investigation. 121 (6): 2102–2110. doi:10,1172 / JCI46069. PMC  3104768. PMID  21633178.
  6. ^ Bosma, M; Kersten, S; Hesselink, MKC; Schrauwen, P (2012). „Přehodnocení lipotoxických spouštěčů v kosterním svalu: Vztah intramyocelulárního metabolismu lipidů k ​​citlivosti na inzulín“. Prog Lipid Res. 51 (1): 36–49. doi:10.1016 / j.plipres.2011.11.003. PMID  22120643.
  7. ^ Heaton, N.S .; Randall, G (2010). „Autofagie vyvolaná virem dengue reguluje metabolismus lipidů“. Buněčný hostitelský mikrob. 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. srpna 2011). "Kapičky lipidů: na velikosti záleží". Journal of Electron Microscopy. 60 (dodatek 1): S101 – S116. doi:10.1093 / jmicro / dfr016. PMID  21844583.
  9. ^ Bosma, M; Hesselink, MKC; Sparks, LM; Timmers, S; Ferraz, MJ; Mattijssen, F; van Beurden, D; Schaart, G; de Baets, MH; Verheyen, FK; Kersten, S; Schrauwen, P (2012). „Perilipin 2 zlepšuje citlivost na inzulín v kosterním svalu navzdory zvýšeným hladinám lipidů uvnitř svalu“. Cukrovka. 61 (11): 2679–2690. doi:10.2337 / db11-1402. PMC  3478528. PMID  22807032.
  10. ^ Martin, S; Parton, RG (duben 2005). "Caveolin, cholesterol a lipidová tělíska". Semináře z buněčné a vývojové biologie. 16 (2): 163–74. doi:10.1016 / j.semcdb.2005.01.007. PMID  15797827.
  11. ^ Brasaemle, D. L. (25. srpna 2007). "Tematický přehled: Adipocytová biologie. Rodina perilipinových strukturních proteinů kapiček lipidů: stabilizace kapiček lipidů a kontrola lipolýzy". The Journal of Lipid Research. 48 (12): 2547–2559. doi:10.1194 / jlr.R700014-JLR200. PMID  17878492.
  12. ^ Kimmel, AR; Brasaemle, DL; McAndrews-Hill, M; Sztalryd, C; Londos, C (březen 2010). „Přijetí PERILIPINU jako sjednocující nomenklatury pro savčí rodinu PAT intracelulárních lipidových zásobních kapek proteinů“. Journal of Lipid Research. 51 (3): 468–71. doi:10.1194 / jlr.R000034. PMC  2817576. PMID  19638644.
  13. ^ Goodman, JM (17. října 2008). „Společenská lipidová kapička“. The Journal of Biological Chemistry. 283 (42): 28005–9. doi:10,1074 / jbc.R800042200. PMC  2568941. PMID  18611863.
  14. ^ Bartz, R .; Li, W.-H .; Venables, B .; Zehmer, J. K .; Roth, M. R.; Welti, R .; Anderson, R. G. W .; Liu, P .; Chapman, K. D. (22. ledna 2007). „Lipidomika odhaluje, že adiposomy ukládají etherové lipidy a zprostředkovávají přenos fosfolipidů“. The Journal of Lipid Research. 48 (4): 837–847. doi:10.1194 / ml. M600413-JLR200. PMID  17210984.
  15. ^ A b Guo Y, Cordes KR, Farese RV, Walther TC (15. března 2009). „Kapičky lipidů na první pohled“. Journal of Cell Science. 122 (Pt 6): 749–52. doi:10.1242 / jcs.037630. PMC  2714424. PMID  19261844.
  16. ^ A b Wilfling, Florian; Haas, J .; Walther, T .; Farese, R. (srpen 2014). "Biogeneze lipidových kapiček". Současný názor na buněčnou biologii. 29: 39–45. doi:10.1016 / j.ceb.2014.03.008. PMC  4526149. PMID  24736091.
  17. ^ Harris, Charles; et al. (Duben 2011). „Enzymy DGAT jsou potřebné pro syntézu triacylglycerolů a kapiček lipidů v adipocytech“. Journal of Lipid Research. 52 (4): 657–667. doi:10.1194 / ml. M013003. PMC  3284159. PMID  21317108.
  18. ^ Melo, R. C. N .; D'Avila, H .; Wan, H.-C .; Bozza, P. T .; Dvořák, A. M .; Weller, P. F. (23. března 2011). „Lipidová tělíska v zánětlivých buňkách: struktura, funkce a současné zobrazovací techniky“. Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 59 (5): 540–556. doi:10.1369/0022155411404073. PMC  3201176. PMID  21430261.
  19. ^ Ayakannu, Thangesweran; Taylor, Anthony H .; Marczylo, Timothy H .; Willets, Jonathon M .; Konje, Justin C. (2013). „Endokanabinoidní systém a rakoviny závislé na pohlavních steroidech“. International Journal of Endocrinology. 2013: 259676. doi:10.1155/2013/259676. ISSN  1687-8337. PMC  3863507. PMID  24369462.

externí odkazy