Membrane lipid frustration : Contribution of ceramide and its effects on lateral segregation
Möuts, Anna (2021-06-17)
Möuts, Anna
Åbo Akademi University
17.06.2021
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-12-4072-0
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-12-4072-0
Tiivistelmä
Ceramides are both sphingolipid precursor molecules and breakdown products with effects on membranes that are of interest both from biophysical and physiological points of view. When present in a membrane, ceramide induces the formation of highly ordered domains. Ceramide accumulation in biological membranes has in turn been suggested to be involved in committing the cell to death, possibly through effects on membrane fluidity or as a signalling molecule involved in the apoptotic cascade. Though ceramide aggregates at low concentrations in the membrane, this effect can be promoted by other major membrane lipids. Notably some of these are lipids typical of mitochondria, which also is the proposed site of ceramide mediated apoptotic induction. In the interaction of ceramide with its co-lipids the proportion of the headgroup size to the volume occupied by acyl chains appeared as an important factor to consider along with alterations of the hydrogen bonding competency of ceramide itself to other surrounding lipids. The promoted lateral segregation of ceramide by co-lipid molecular shape seems to be driven by different mechanisms. Lipids with proportionally small headgroups interact unfavourably with ceramide which as a result is pushed away, while lipids with large headgroups and small acyl chain volume provides shielding from the aqueous environment.
----------
Ceramider är både byggstenar och nedbrytningsprodukter av sfingolipider vars inverkan på membraner är intressanta ur både biofysiskt och fysiologiskt perspektiv. Vid närvaro av ceramid i ett membran bildas domäner med ökad ordningsgrad i förhållande till omgivande membran. Ansamling av ceramider i cellens membraner har påvisats ha en koppling till att förpassa cellen till att genomgå programmerad celldöd, möjligen genom att påverka membranets fluiditet eller som en signalmolekyl som utlöser en apoptotisk kaskad. Ceramider aggregeras vid låga halter i membraner, men denna effekt kan förstärkas av andra betydande lipidklasser. Anmärkningsvärt är att vissa av dessa lipider är typiska för mitokondrier, som också anses vara startpunkten för utlösandet av apoptos. I ceramiders samverkan med andra lipider i membranet visade vi att förhållandet mellan huvudgruppens storlek och acylkedjornas volym samt ceramidens vätebindningspotential är viktiga faktorer att ta i beaktande. Den förstärkta laterala segregeringen av ceramider som förmedlas av omgivande lipiders form verkar ha olika bakomliggande mekanismer. Lipider med förhållandevis små huvudgrupper samverkar ofördelaktigt med ceramid och har en frånstötande effekt, medan lipider med stora huvudgrupper och liten acylkedjevolym ger ceramiden skydd från omgivande vatten.
----------
Ceramider är både byggstenar och nedbrytningsprodukter av sfingolipider vars inverkan på membraner är intressanta ur både biofysiskt och fysiologiskt perspektiv. Vid närvaro av ceramid i ett membran bildas domäner med ökad ordningsgrad i förhållande till omgivande membran. Ansamling av ceramider i cellens membraner har påvisats ha en koppling till att förpassa cellen till att genomgå programmerad celldöd, möjligen genom att påverka membranets fluiditet eller som en signalmolekyl som utlöser en apoptotisk kaskad. Ceramider aggregeras vid låga halter i membraner, men denna effekt kan förstärkas av andra betydande lipidklasser. Anmärkningsvärt är att vissa av dessa lipider är typiska för mitokondrier, som också anses vara startpunkten för utlösandet av apoptos. I ceramiders samverkan med andra lipider i membranet visade vi att förhållandet mellan huvudgruppens storlek och acylkedjornas volym samt ceramidens vätebindningspotential är viktiga faktorer att ta i beaktande. Den förstärkta laterala segregeringen av ceramider som förmedlas av omgivande lipiders form verkar ha olika bakomliggande mekanismer. Lipider med förhållandevis små huvudgrupper samverkar ofördelaktigt med ceramid och har en frånstötande effekt, medan lipider med stora huvudgrupper och liten acylkedjevolym ger ceramiden skydd från omgivande vatten.