Плазматическая мембрана состоит из липидного бислоя, обогащенного различными мембранными белками, включая трансмембранные рецепторы и ионные каналы. Липидные домены в мембране были выяснены с помощью растворимых в детергентных средствах и нерастворимых областей, идентифицированных в экспериментах по фракционированию мембран, устойчивых к детергентам (DRM)1. Нерастворимые фракции характеризовались тем, что они были обогащены холестерином, плотно упакованными сфингомиелинами и насыщенными фосфолипидами, демонстрируя более высокие температуры плавления, в отличие от растворимых фракций, которые преимущественно состоят из более низкой температуры плавления и свободно упакованных ненасыщенных фосфолипидов. Плотно упакованные области называются жидкоупорядоченными (Lo) липидными доменами, или липидными рафтами, в то время как более свободно организованные жидкостно-неупорядоченные (Ld) липидные домены являются не-плотными областями плазматической мембраны 2,3. Известно, что области липидных рафтов облегчают сигнальные процессы, при этом данные указывают на то, что активный рецептор инсулина связан с этими плотами 4,5. Тем не менее, из-за динамической природы клеточной мембраны и в целом небольшого размера доменов, прямая визуализация присутствия плотов в живых клетках представляет собой значительную проблему. В этом контексте мы представляем метод исследования влияния липидных рафтов на рецептор инсулина с помощью методов липидного обмена.
Циклодекстрины (ХД) образуются связанными мономерами глюкозы, которые создают кольцеобразную структуру с центральной полостью. Размер этой полости определяется количеством единиц глюкозы: шесть единиц образуют альфа-циклодекстрин (α-CD), в то время как семь единиц создают бета-циклодекстрины (β-CD). CD представляют собой высокорастворимые в воде молекулы, способные инкапсулировать липиды в своей полости, тем самым облегчая их транспортировку к клеточной мембране6. Бета-циклодекстрины широко используются для добавления и удаления липидов из мембран7; Однако его большая полость не обладает специфичностью к холестерину или фосфолипидам8. Напротив, альфа-циклодекстрины, с их меньшей полостью, демонстрируют большую селективность в связывании молекул липидов со стеринами. В частности, метил-α-циклодекстрин (метил-α-CD) не взаимодействует со стеролами и эффективно используется для обмена фосфолипидов и сфингомиелинов без изменения холестеринового состава клеточной мембраны.
В этой рукописи мы предоставляем подробный протокол использования метил-α-CD (MαCD) для обмена липидов во внешнем листке клеточной мембраны с экзогенными липидами, которые обладают свойствами либо способствовать, либо нарушать образование липидных рафтов. Этот обмен используется для исследования влияния липидных рафтов на активность рецепторов инсулина. Демонстрация будет сосредоточена на введении фосфолипида и сфингомиелина, влияющих на образование жидкостно-упорядоченных (Lo) доменов в плазматической мембране клеточных линий яичников китайского хомяка (CHO), стабильно сверхэкспрессирующих рецептор инсулина (IR)10. Степень липидного обмена в клетках CHO IR будет оцениваться с помощью высокоэффективной тонкослойной хроматографии (HP-TLC), в то время как изменения активности рецепторов инсулина будут количественно оцениваться с помощью вестерн-блоттинга после стимуляции инсулина после липидного обмена.