LIPID TRANSPORT

Mechanisms of intermembrane lipid transport. Mechanisms of intermembrane lipid transport. (A) Membrane transport moves lipids together with proteins in vesicular and tubular carriers that bud off from a donor membrane, and are transported along cytoskeletal tracks to the acceptor membrane, in which they fuse to deliver their cargo. (B) Cytosolic carrier proteins transfer lipids in hydrophobic pockets that show selectivity toward one or a few lipid types. Carrier proteins often contain domains that bind to the donor and/or acceptor membranes. (C) Lipid exchange may also occur between membranes that are in very close proximity. Transfer via such membrane contact sites may be facilitated by carrier proteins (combination of models B and C). Tomas Blom et al. Cold Spring Harb Perspect Biol 2011;3:a004713 ©2011 by Cold Spring Harbor Laboratory Press

Biosynthetic trafficking of major membrane lipids. Biosynthetic trafficking of major membrane lipids. (Left) Glycerophospholipids are synthesized in the ER, with phosphatidylserine synthases enriched in mitochondria associated membrane fractions. Glycerophospholipids are transported from the ER both along exocytic membrane transport and by nonvesicular, yet poorly characterized mechanisms. (Middle) De novo sphingolipid synthesis is initiated in the ER. The ER to Golgi transport of ceramide for the assembly of more complex sphingolipids is mediated by CERT, and to a lesser extent by membrane transport. The post-Golgi transport of complex sphingolipids is dependent on membrane transport. Sphingosine that stems from lysosomally degraded complex sphingolipids can be acylated to form ceramide in the ER and recycled to sphingomyelin and glycosphingolipids. (Right) Cholesterol biosynthetic enzymes reside in the ER, with some presqualene enzymes also localized in peroxisomes (Px). Sterols are transported to the plasma membrane (PM) largely via Golgi bypass route(s) and the ORP proteins play a role in this process, as well as in the reverse transport from the plasma membrane to the ER. Sterols imported into mitochondria by StAR can be used for steroid hormone synthesis. Excess cholesterol can be esterified in the ER by acyl-CoA cholesterol acyltransferase and stored in lipid droplets (LD). Arrows indicate the direction of lipid transport. Please note that arrows do not necessarily reflect the transport distance as membranes move constantly and lipid transfer may be facilitated by close apposition of membranes. Carrier proteins are indicated by black circles. Tomas Blom et al. Cold Spring Harb Perspect Biol 2011;3:a004713 ©2011 by Cold Spring Harbor Laboratory Press

iosynthetic trafficking of major membrane lipids iosynthetic trafficking of major membrane lipids. (Left) Glycerophospholipids are synthesized in the ER, with phosphatidylserine synthases enriched in mitochondria associated membrane fractions. Glycerophospholipids are transported from the ER both along exocytic membrane transport and by nonvesicular, yet poorly characterized mechanisms. (Middle) De novo sphingolipid synthesis is initiated in the ER. The ER to Golgi transport of ceramide for the assembly of more complex sphingolipids is mediated by CERT, and to a lesser extent by membrane transport. The post-Golgi transport of complex sphingolipids is dependent on membrane transport. Sphingosine that stems from lysosomally degraded complex sphingolipids can be acylated to form ceramide in the ER and recycled to sphingomyelin and glycosphingolipids. (Right) Cholesterol biosynthetic enzymes reside in the ER, with some presqualene enzymes also localized in peroxisomes (Px). Sterols are transported to the plasma membrane (PM) largely via Golgi bypass route(s) and the ORP proteins play a role in this process, as well as in the reverse transport from the plasma membrane to the ER. Sterols imported into mitochondria by StAR can be used for steroid hormone synthesis. Excess cholesterol can be esterified in the ER by acyl-CoA cholesterol acyltransferase and stored in lipid droplets (LD). Arrows indicate the direction of lipid transport. Please note that arrows do not necessarily reflect the transport distance as membranes move constantly and lipid transfer may be facilitated by close apposition of membranes. Carrier proteins are indicated by black circles.

Ordinamento, segregazione e tubulazione Ordinamento, segregazione e tubulazione. Nel TGN, cargo diretti verso diverse destinazioni finali sono allineati in vettori distinti. Segnali di ordinamento specifici in endosomal cargo sono riconosciuti da adattatori quali AP1A e le GGAS (Golgi-localizzato,-gamma-ear contenenti, fattore ribosilazione ADP (ARF) proteine ​​-Binding). Tra il carico apicale, la fosfatidilinositolo glicosil (GPI) -anchored proteine ​​sono allineati a causa della loro affinità per i domini di colesterolo e glicolipidi arricchita e per la loro propensione a cluster. Cargo basolaterale può seguire un percorso diretto o transendosomal attraverso gli endosomi riciclaggio, dove vengono ordinati utilizzando un endosome-come l'ordinamento motivo riconosciuto dal AP1B AP3 e AP4 sono stati implicati in transport44 basolateral. Altre proteine ​​coinvolte nelle prime fasi di formazione dei vettori basolaterali (possibilmente nella fase tubulazione) comprendono FAPP2 e il GRIP-golgins58, 66. b | Tubulo estrusione. Quando un dominio di esportazione TGN è maturo, interagisce con un motore basato microtubuli adatto e viene estruso fuori dalla zona Golgi. I motori identificati fino ad oggi comprendono: KIF5B, che è coinvolto nel trasporto del carico p75 apicale E nel traffico Rab6-dipendente di vescicolare glicoproteina virus della stomatite (VSVG) 75; KIFC3, che è coinvolto nel trasporto apicale haemagglutinin78; e KIF13A, che è coinvolto nel trasporto di endosomal cargo77. c | Fission. Durante il processo di allungamento, fissione avviene a sezioni sottili del precursore tubolare. I macchinari fissione distinte descritte finora sono le macchine basate dinamina (endosome-diretto e vettori apicale diretti nelle cellule polarizzate) e la proteina chinasi D (PKD) - e Brefeldina A-ribosylated substrato (BAR) a base di macchinari (basolaterally-diretto vettori).

Topologia di eventi biosintetici dei sfingolipidi nel complesso di Golgi Nel complesso Golgi la ceramide (Cer) può spontaneamente flip-floppare tra i due strati della membrana, ed è convertito in uno sfingomielina (SM) nello strato luminale, o glucosilceramide (GlcCer) nel foglietto citosolico. La sintasi luminale SM trasferisce il il gruppo di testa della fosforilcolina da fosfatidilcolina (PtdCho) alla ceramide per la generare sfingomielina e diacilglicerolo (DAG) . Anche DAG passa spontaneamente tra i due foglietti, e può essere consumata nel foglio citosolica mediante conversione in PtdCho o fosfatidiletanolamina. GlcCer sintasi aggiunge un gruppo di testa di glucosio alla ceramide nel foglietto citosolico del cis-Golgi. GlcCer deve poi traslocare al foglietto luminale per ulteriori glicosilazione producendo così un gruppo eterogeneo di glicosfingolipidi complessi (GSLs) [87]. Sebbene GlcCer può flip-flopare spontaneamente in membrane artificiali, proprio come GlcCer guadagna l'accesso alle glicosiltransferasi luminali non è chiaro