Membranlipidräumen

Membranlipidräumen, oft als lipid rafts bezeichnet, sind kleine, dynamische Mikrodomänen in der Plasmamembran eukaryotischer Zellen. Sie zeichnen sich durch einen erhöhten Gehalt an Cholesterin und Sphingolipiden (insbesondere Sphingomyelin und Glycosphingolipide) aus und liegen als geordnete, fließende Bereiche innerhalb der allgemein lockeren, phospholipidreichen Membran. Die Domänen sind typischerweise nanoskopisch klein und können sich unter Stimulation zu größeren Plattformen zusammenlagern.

Die Zusammensetzung und Struktur der Membranlipidräume begünstigen eine sogenannte liquid-ordered-Phase, die sich durch höhere Packungsdichte und geringere Fluidität auszeichnet als benachbarte Bereiche. Typische raftassoziierte Proteine tragen oft GPI-Anker, palmitoyl- oder Myristoyl-Anker oder sind Teil von Signalkomplexen, die an Cholesterin- oder Sphingolipid-Räumen stabilisiert werden. Caveolae bilden eine spezialisierte Unterklasse von Lipidräumen, die durch Caveolin-Pigmente stabilisiert wird.

Funktionell werden Membranlipidräume als Plattformen für Signale beschrieben, da dort Rezeptoren, Adaptermoleküle und Kinases often konzentriert sind. Sie spielen eine Rolle bei der Endozytose, dem Membrantransport und der Sortierung von Proteinen im Golgi- und Endosomennetzwerk. In der Immunantwort, bei T- und B-Zell-Signalen, sowie bei der Infektionsbiologie (z. B. Virus- oder Toxin-Eintritt) werden sie als modulierte Signalplattformen betrachtet.

Die Existenz und Größe von stabilen Mikrodomänen ist Gegenstand der Debatte. Kritiker verweisen auf artifactuelle Befunde durch Detergentien-Extraktion (detergenzresistente Membranen) und betonen, dass tatsächliche Rafts wahrscheinlich dynamische Nanodomänen darstellen. Moderne Methoden wie Superauflösung, FRET oder Einzelteilchen-Verfolgung liefern evidenz für flüchtige, nanoskalige Strukturen, deren Bedeutung und Tragweite weiter erforscht wird.