膜ドメイン形成のメカニズム

脂質とタンパク質の物理的特性が異なるため、膜内に脂質とタンパク質が局在化し、明確な島やドメインを形成することができます。 一部の膜ドメインはタンパク質間相互作用によって形成されますが、他の膜ドメインはスフィンゴ脂質やステロールなどの特定の脂質の存在によって形成されます。たとえば、バクテリオロドプシンなどの大きなタンパク質は凝集して別個のドメインを作成します。

膜ドメイン形成の別のメカニズムには、細胞骨格または細胞外タンパク質と相互作用する膜タンパク質が関与します。 たとえば、赤血球に含まれる細胞骨格タンパク質であるスペクトリンは、内在性膜タンパク質と直接相互作用してそれらを固定化します。 タンパク質細胞骨格ネットワークと密接に関連する原形質膜の内層は、別個の区画または囲いを形成します。 囲い内に存在するタンパク質の移動は、囲いのフェンスによって制限されることがよくあります。 このような制限によりタンパク質の側方拡散が妨げられ、タンパク質ドメインが形成されます。

細胞間相互作用に関与するタンパク質は、隣接する細胞のタンパク質に結合します。 2 つの細胞表面間のこれらの相互作用により、膜タンパク質が所定の位置に固定され、タンパク質ドメインが形成されます。 たとえば、密着結合は、2 つの隣接する動物細胞の間に水密シールを形成する膜マイクロドメインです。 主に 2 つのタンパク質、クローディンとオクルディンが細胞を互いにしっかりと保持します。 それとは別に、動物細胞では、デスモソームは、隣接する上皮細胞間のスポット溶接のように機能するもう 1 つの高度に秩序化された膜ドメインです。 細胞膜内の短いタンパク質であるカドヘリンは、デスモプラキン、プラコグロビン、プラコフィリンなどのリンカータンパク質を介して中間フィラメントに接続し、デスモソームを作成します。 カドヘリンは、皮膚、心臓、筋肉などの伸びのある器官や組織において、隣接する 2 つの細胞を結合し、シート状に細胞を維持します。

このテキストの一部はOpenstax, Biology 2eから引用したものです。4.6 Connections between Cells and Cellular Activities