膜構造の流動モザイクモデル：構造、機能、および40年以上後の生体膜のダイナミクス

1972年に、膜脂質とタンパク質の組織化の熱力学的原理と、膜マトリックス。 40年以上経った今でも、この細胞膜の基本モデルは、植物や動物の細胞や下等生物のさまざまな細胞内膜や細胞膜の基本的なナノ構造の記述に関連しています。しかし、その間に、細胞膜のマクロ構造、ダイナミクス、機能、および膜関連の役割を説明する上で、脂質ラフトやタンパク質/糖タンパク質複合体などの特殊な膜ドメインの重要性と役割が新しい情報で文書化されました。膜成分の横方向の拡散と運動範囲を制限する細胞骨格フェンスと細胞外マトリックス構造。これらの新しいデータは、元のモデルに基づいて構築され、複雑さと階層の新しいレイヤーを追加しますが、元のモデルで説明されている概念は、今日でも適用できます。モデルの更新されたバージョンでは、多くのタンパク質および脂質成分が膜面での回転および横方向の運動性に制限されている細胞膜のマクロ構造のモザイク性に、特に脂質-脂質が存在する自然な状態で、より重点が置かれています。タンパク質-タンパク質および脂質-タンパク質の相互作用、ならびに細胞-マトリックス、細胞-細胞および細胞内膜関連タンパク質および細胞骨格の相互作用は、特定の膜成分の横方向の運動性および運動範囲を抑制する上で重要です。特殊な膜ドメインの形成と、膜関連フェンス、フェンスポスト、およびその他の構造による密に詰まった内在性膜タンパク質複合体の存在は、膜のダイナミクスとアーキテクチャを説明する上で非常に重要であると考えられています。これらの構造は、膜関連の細胞骨格および細胞外構造とともに、膜の長距離の非ランダムモザイクマクロ組織を維持しますが、脂質ラフトやタンパク質複合体などのより小さな膜ナノおよびサブマイクロサイズのドメインは、維持に重要です混雑した膜面で協調的な動的フラックスにある特殊な膜構造。この記事は、「膜構造と機能：細胞の生理学、病理学、および治療における関連性」というタイトルの特別号の一部です。