Membransynthese

Membransynthese bezeichnet den Prozess der Bildung und Erneuerung biologischer Membranen, einschließlich der Lipide und der zugehörigen Proteine, die in Membranen eingebettet oder daran assoziiert sind. Sie ist grundlegend für Zellstruktur, Transport, Signalgebung und Organellentransport.

In Eukaryoten erfolgt der Großteil der Lipidsynthese im Endoplasmatischen Retikulum. Dort werden Glycerophospholipide wie Phosphatidylcholin, Phosphatidylserin und Phosphatidylethanolamin sowie Cholesterin synthetisiert. Die Lipide entstehen aus Fettsäuren, die zu Acyl-CoA aktiviert werden, und werden durch Enzyme der Phospholipid- und Sterolsynthese weiterverknüpft. Die fertigen Lipide werden in die ER-Membran eingebaut und durch vesikulären Transport oder durch nicht-vesikuläre Lipidtransferproteine zu Zielmembranen gebracht. Membranen können zudem im Golgi-Apparat, in Endosomen und an der Plasmamembran weiter modifiziert werden. Die Membransynthese wird durch Mechanismen der Membranhomöostase reguliert, die Lipidverteilung, Membranfestigkeit und Fluidität sicherstellen.

In Prokaryoten findet die Membransynthese primär an der zytoplasmatischen Seite der inneren Membran statt. Hier laufen Schritte der Fettsäurebiosynthese und die Bildung von Phospholipiden ab, gefolgt von deren Einbau und Verteilung in die Membran. Trotz unterschiedlicher Organisation verfolgen beide Domänen das gemeinsame Ziel, Membranen in Form, Größe und Zusammensetzung an die Bedürfnisse der Zelle anzupassen.

Dysfunktionen der Membransynthese können Folgeerkrankungen wie Stoffwechselstörungen, neurologische Erkrankungen oder gestörte Zellkommunikation mit sich bringen.