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Der transversale Phospholipidaustausch in Membranen, welcher als Flip-Flop bezeichnet wird, ist essentiell für die Verteilung neu synthetisierter Phospholipide. Weiterhin wird vermutet, dass Lipid-Flip während der Fusion zweier Membranen stattfindet, wenn sich das Hemifusionsdiaphragma bildet und sich größere Liposomen formen. Dabei spielen die Transmembrandomänen (TMDn) membranintegraler Protein eine entscheidende Rolle. Die Flip-Aktivität von Peptiden, die in früheren Arbeiten de novo entworfen wurden oder die TMDn natürlich vorkommender, fusogener Proteine nachahmen, wurde getestet. Es zeigte sich, dass die Effizienz mit der die Peptide den Flip von Phospholipiden mit unterschiedlichen Kopfgruppen katalysieren entscheidend von der Primärstruktur des hydrophoben Kerns, der Art und Ladung der flankierenden Reste sowie der Zusammensetzung der Lipidmembran abhängt. Die synthetischen TMDn zeigen demzufolge eine intrinsische Flip-Aktivität, die durch komplexe Peptid/Lipidinteraktionen definiert ist. Ein klarer Zusammenhang zwischen der Flip-Aktivität und der Fusion konnte nicht bestätigt werden. Lipid translocation, termed flip-flop, from one bilayer leaflet to the other is required for the redistribution of newly synthesized phospholipids. Lipid flip is also hypothesized to take place when the ratio of both leaflet areas change in membrane fusion when hemifusion diaphragms and larger liposomes form. The flippase activity of peptides that were previously designed de novo or that mimic the transmembrane domains of natural fusogenic proteins were examined. The results reveal that the efficiency by which these peptides induce flip of reporter lipids with different headgroups critically depends on the primary structure of their hydrophobic cores, the nature and charge state of polar flanking residues, and the composition of the host membrane. Thus, these synthetic transmembrane domains possess intrinsic flippase activity that is defined by complex peptide/lipid interaction. No clear correlation between lipid flippase activity and fusogenicity is seen. |
