Błona plazmatyczna składa się z dwuwarstwy lipidowej wzbogaconej o różne białka błonowe, w tym receptory transbłonowe i kanały jonowe. Domeny lipidowe w błonie zostały wyjaśnione za pomocą rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych w detergentach regionów zidentyfikowanych w eksperymentach frakcjonowania membran odpornych na detergenty (DRM)1. Frakcje nierozpuszczalne charakteryzowały się wzbogaceniem w cholesterol, ciasno upakowanymi sfingomielinami i nasyconymi fosfolipidami, wykazującymi wyższą temperaturę topnienia, w przeciwieństwie do frakcji rozpuszczalnych, które składają się głównie z niższej temperatury topnienia i luźno upakowanych fosfolipidów nienasyconych. Ciasno upakowane regiony są określane jako domeny lipidowe uporządkowane cieczą (Lo) lub tratwy lipidowe, podczas gdy luźniej zorganizowane domeny lipidowe nieuporządkowane cieczą (Ld) są regionami błony plazmatycznej2,3. Wiadomo, że regiony tratwy lipidowej ułatwiają procesy sygnalizacyjne, z dowodami wskazującymi, że aktywny receptor insuliny wiąże się z tymi tratwami4,5. Jednak ze względu na dynamiczną naturę błony komórkowej i ogólnie mały rozmiar domen, bezpośrednia wizualizacja obecności tratw w żywych komórkach stanowi poważne wyzwanie. W tym kontekście przedstawiamy metodę badania wpływu tratw lipidowych na receptor insuliny za pomocą technik wymiany lipidów.
Cyklodekstryny (CD) są tworzone przez połączone monomery glukozy, które tworzą strukturę podobną do pierścienia z centralną jamą. Wielkość tej jamy zależy od liczby jednostek glukozy: sześć jednostek tworzy alfa-cyklodekstrynę (α-CD), podczas gdy siedem jednostek tworzy beta-cyklodekstryny (β-CD). CD to wysoce rozpuszczalne w wodzie cząsteczki, zdolne do zamykania lipidów w swojej jamie, ułatwiając w ten sposób ich transport do błony komórkowej6. Beta-cyklodekstryny są szeroko stosowane do dodawania i usuwania lipidów z błon7; Jednak jego większa jama nie jest specyficzna dla cholesterolu lub fosfolipidów8. Natomiast alfa-cyklodekstryny, ze swoją mniejszą jamą, wykazują większą selektywność w wiązaniu cząsteczek lipidów nad sterolami. W szczególności metylo-α-cyklodekstryna (metylo-α-CD) nie wchodzi w interakcje ze sterolami i jest skutecznie stosowana do wymiany fosfolipidów i sfingomielin bez zmiany składu cholesterolu błony komórkowej8,9.
W tym manuskrypcie przedstawiamy szczegółowy protokół użycia metylo-α-CD (MαCD) do wymiany lipidów w zewnętrznej warstwie błony komórkowej na egzogenne lipidy, które mają właściwości wspomagające lub zakłócające tworzenie się tratw lipidowych. Wymiana ta służy do badania wpływu tratw lipidowych na aktywność receptora insuliny. Demonstracja skupi się na wprowadzeniu fosfolipidu i sfingomieliny wpływających na tworzenie domen uporządkowanych cieczowo (Lo) w błonie komórkowej linii komórkowych jajnika chomika chińskiego (CHO) stabilnie nadeksprymujących receptor insuliny (IR)10. Zakres wymiany lipidów w komórkach CHO IR zostanie oceniony za pomocą wysokosprawnej chromatografii cienkowarstwowej (HP-TLC), podczas gdy zmiany w aktywności receptora insuliny zostaną określone ilościowo za pomocą analizy western blot po stymulacji insuliną po wymianie lipidów.