PhospholipidHomöostase

PhospholipidHomöostase bezeichnet die Aufrechterhaltung der Zusammensetzung, Verteilung und Dynamik von Phospholipiden in Zellmembranen sowie in Membranen intrazellulärer Organellen. Sie umfasst Biosynthese, Remodeling, Transport, Abbau und Mechanismen, die Membranasymmetrie aufrechterhalten und die Verfügbarkeit von Signalling-Lipiden steuern.

Wesentliche Prozesse sind die Biosynthese von Phosphatidylcholin und Phosphatidylethanolamin, teils über den Kennedy-Weg und teils über alternative Pfade wie PEMT. Die Bildung von Phosphatidylinositol und seiner phosphorylierten Derivate erfolgt über CDP-DAG-abhängige Reaktionen. Das Remodeling der Fettsäuren geschieht im Lands-Weg durch Acyltransferasen wie LPCAT-Proteine, die Fettsäuren austauschen, um Fettsäurespezifität und Membranphysik anzupassen.

Transport und Verteilung erfolgen durch spezialisierte Membranproteine sowie Membrankontaktstellen zwischen Endoplasmatischem Retikulum, Golgi-Apparat, Mitochondrien und der Plasmamembran. Flippasen, Floppasen und Scramblasen regulieren die Membranasymmetrie; Vesikeltransport trägt zusätzlich zur Verteilung bei. Interaktionen zwischen Organellen ermöglichen den regelmäßigen Austausch von Lipiden und die Anpassung von Phospholipidprofilen an funktionelle Anforderungen.

Regulation und Dynamik: Umweltfaktoren, Ernährungsstatus und Stress beeinflussen das Phospholipidprofil. Signale wie Phosphoinositide (PI, PI(4,5)P2, PI(3,4,5)P3) vermitteln Informationen über Membranzustand und Organellenkontakt. Veränderungen der Phospholipidspezies beeinflussen Membranfestigkeit, Krümmung und Proteinbindung.

Bedeutung und Forschung: Störungen der PhospholipidHomöostase sind mit neurodegenerativen Erkrankungen, Stoffwechselstörungen, Lebererkrankungen und Alterung assoziiert. Moderne Ansätze wie Lipidomics, Isotopen-Tracing und Modellorganismen helfen, Regulation und Konsequenzen der Homöostase zu verstehen.