Mechanistische Analyse des intrazellulären Transports von Etherlipiden mittels bifunktioneller Sonden

ZusammenfassungEther‐Glycerophospholipide enthalten einen langkettigen Alkohol, der über eine Alkyl‐ oder Vinyletherbindung an der sn1‐Position des Glycerin‐Grundgerüsts gebunden ist. Etherlipide sind für zelluläre Physiologie und menschliche Gesundheit hoch relevant. Ihre Zellbiologie ist jedoch weitgehend unklar, da es an Methoden zur Analyse ihrer subzellulären Lokalisierung und Identifikation interagierender Proteine fehlt. Als Ausgangspunkt zellbiologischer Studien wurden bifunktionelle Etherlipid‐Sonden mit Diazirin‐ und Alkin‐Gruppen synthetisiert. Um die Kinetik des intrazellulären Etherlipid‐Transports in Säugetierzellen zu untersuchen, wurde eine Kombination aus Fluoreszenzbildgebung, KI‐unterstützter Bildanalyse und mathematischer Modellierung verwendet. Wir stellen fest, dass alkylverknüpfte Etherlipide bis zu zweifach schneller transportiert werden als vinylverknüpfte Spezies (Plasmalogene). Dies deutet darauf hin, dass die zelluläre Lipidtransportmaschinerie in der Lage ist, zwischen Verknüpfungstypen zu unterscheiden, die sich nur durch zwei Wasserstoffatome unterscheiden. Der Transport von Etherlipiden erfolgt dabei überwiegend über nichtvesikuläre Mechanismen, wobei der Beitrag des vesikulären Transports je nach Zelltyp variiert. Insgesamt deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass die unterschiedliche Erkennung von Alkyl‐ und Vinyletherlipiden durch Lipidtransferproteine zu deren unterschiedlichen biologischen Funktionen beiträgt. Die hier vorgestellten Sonden werden es in Zukunft ermöglichen, die Biologie der Etherlipide genauer zu untersuchen, z.B. durch die Identifizierung der interagierenden Proteine.