Membranmikrodomänen

Membranmikrodomänen sind kleine, dynamische Regionen der Zellmembran, die sich durch eine abweichende Lipid- und Proteinzusammensetzung von der restlichen Membran unterscheiden. Sie weisen typischerweise einen höheren Gehalt an Cholesterin und Sphingolipiden auf und befinden sich bevorzugt in der Flüssig geordneten Phase. Durch diese Eigenschaften tragen sie zur räumlichen Organisation der Membran und zur Regulierung der lateralen Verteilung von Proteinen bei.

Typische Bestandteile sind GPI-ankerierte Proteine, bestimmte Transmembranproteine sowie assoziierte Proteine wie Caveolin-1 in Caveolae oder Flotilline. Der Begriff Lipidraft wird oft im Zusammenhang verwendet, um cholesterol- und sphingolipidreiche Domänen zu beschreiben, obwohl Stabilität, Größe und Dynamik von Membranmikrodomänen weiterhin umstritten sind.

Funktionen umfassen die Organisation von Signaltransduktionspfaden, Rezeptor-Clustering, Endozytose und Protein-Sorting. Die Konzentration relevanter Rezeptoren und Signalmoleküle in Mikrodomänen kann Interaktionen erleichtern oder regulieren. Mikrodomänen spielen auch eine Rolle beim Einlass bestimmter Pathogene und Toxine.

Die Größe variiert je nach Typ und Messmethode und liegt typischerweise im Nano- bis Mikrometerbereich; die Domänen sind oft zeitweise transient. Detergent-resistente Membranen (DRMs) wurden als Proxy genutzt, was jedoch Artefakte verursachen kann. Moderne Techniken wie Superauflösungs-Mikroskopie liefern Hinweise auf nanoskopische, sich dynamisch bildende Strukturen.

Membranmikrodomänen tragen zur Funktion der Zelle bei, indem sie die Organisation der Membran und die Effizienz von Signalkaskaden beeinflussen. Das Verständnis dieser Domänen ist relevant für Forschung in Immunologie, Neurobiologie und Zellbiologie und hat Bedeutung für Bereiche wie Signaltransduktion, Membrantransport und Infektionsbiologie.