Published September 23, 2022
| Version v1
Publication
Open
Mitochondrial membrane models built from native lipid extracts: Interfacial and transport properties
Creators
- 1. Universidad Complutense de Madrid
- 2. Universidad Nacional del Sur
- 3. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Description
The mitochondrion is an essential organelle enclosed by two membranes whose functionalities depend on their very specific protein and lipid compositions. Proteins from the outer mitochondrial membrane (OMM) are specialized in mitochondrial dynamics and mitophagy, whereas proteins of the inner mitochondrial membrane (IMM) have dedicated functions in cellular respiration and apoptosis. As for lipids, the OMM is enriched in glycerophosphatidyl choline but cardiolipin is exclusively found within the IMM. Though the lipid topology and distribution of the OMM and IMM are known since more than four decades, little is known about the interfacial and dynamic properties of the IMM and OMM lipid extracts. Here we build monolayers, supported bilayers and giant unilamellar vesicles (GUVs) of native OMM and IMM lipids extracts from porcine heart. Additionally, we perform a comparative analysis on the interfacial, phase immiscibility and mechanical properties of both types of extract. Our results show that IMM lipids form more expanded and softer membranes than OMM lipids, allowing a better understanding of the physicochemical and biophysical properties of mitochondrial membranes.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الميتوكوندريون هو عضية أساسية محاطة بغشاءين تعتمد وظائفهما على تركيبات البروتين والدهون الخاصة بهما. تتخصص البروتينات من غشاء الميتوكوندريا الخارجي (OMM) في ديناميكيات الميتوكوندريا وبلعمة الميتوكوندريا، في حين أن بروتينات غشاء الميتوكوندريا الداخلي (IMM) لها وظائف مخصصة في التنفس الخلوي والاستماتة. أما بالنسبة للدهون، فإن OMM غني بالكولين الغليسيروفوسفاتيديل ولكن الكارديوليبين موجود حصريًا داخل IMM. على الرغم من أن طوبولوجيا الدهون وتوزيع OMM و IMM معروفان منذ أكثر من أربعة عقود، إلا أنه لا يُعرف سوى القليل عن الخصائص البينية والديناميكية لمستخلصات الدهون IMM و OMM. هنا نبني طبقات أحادية، طبقات ثنائية مدعومة وحويصلات أحادية الصفائح العملاقة (GUVs) من مستخلصات دهون OMM و IMM الأصلية من قلب الخنزير. بالإضافة إلى ذلك، نقوم بإجراء تحليل مقارن للخصائص البينية وعدم قابلية الامتزاج المرحلي والميكانيكية لكلا النوعين من المستخلصات. تظهر نتائجنا أن دهون IMM تشكل أغشية أكثر توسعًا ونعومة من دهون OMM، مما يسمح بفهم أفضل للخصائص الفيزيائية والكيميائية الحيوية لأغشية الميتوكوندريا.Translated Description (French)
La mitochondrie est un organite essentiel entouré de deux membranes dont les fonctionnalités dépendent de leurs compositions protéiques et lipidiques très spécifiques. Les protéines de la membrane mitochondriale externe (OMM) sont spécialisées dans la dynamique mitochondriale et la mitophagie, tandis que les protéines de la membrane mitochondriale interne (IMM) ont des fonctions dédiées dans la respiration cellulaire et l'apoptose. En ce qui concerne les lipides, l'OMM est enrichi en glycérophosphatidylcholine mais la cardiolipine se trouve exclusivement au sein de l'IMM. Bien que la topologie lipidique et la distribution de l'OMM et de l'IMM soient connues depuis plus de quatre décennies, on en sait peu sur les propriétés interfaciales et dynamiques des extraits lipidiques de l'IMM et de l'OMM. Ici, nous construisons des monocouches, des bicouches supportées et des vésicules unilamellaires géantes (GUV) d'extraits lipidiques OMM et IMM natifs du cœur de porc. De plus, nous effectuons une analyse comparative sur les propriétés interfaciales, d'immiscibilité de phase et mécaniques des deux types d'extraits. Nos résultats montrent que les lipides IMM forment des membranes plus expansées et plus douces que les lipides OMM, permettant une meilleure compréhension des propriétés physico-chimiques et biophysiques des membranes mitochondriales.Translated Description (Spanish)
La mitocondria es un orgánulo esencial encerrado por dos membranas cuyas funcionalidades dependen de sus composiciones proteicas y lipídicas muy específicas. Las proteínas de la membrana mitocondrial externa (OMM) están especializadas en la dinámica mitocondrial y la mitofagia, mientras que las proteínas de la membrana mitocondrial interna (IMM) tienen funciones dedicadas en la respiración celular y la apoptosis. En cuanto a los lípidos, el OMM está enriquecido en glicerofosfatidilcolina, pero la cardiolipina se encuentra exclusivamente dentro del IMM. Aunque la topología lipídica y la distribución de OMM e IMM se conocen desde hace más de cuatro décadas, se sabe poco sobre las propiedades interfaciales y dinámicas de los extractos lipídicos de IMM y OMM. Aquí construimos monocapas, bicapas soportadas y vesículas unilamelares gigantes (GUV) de extractos de lípidos OMM e IMM nativos de corazón porcino. Adicionalmente, realizamos un análisis comparativo sobre las propiedades interfaciales, de inmiscibilidad de fase y mecánicas de ambos tipos de extracto. Nuestros resultados muestran que los lípidos IMM forman membranas más expandidas y blandas que los lípidos OMM, lo que permite una mejor comprensión de las propiedades fisicoquímicas y biofísicas de las membranas mitocondriales.Files
pdf.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:9669d3df40fa8141177ee1dc60db4eae
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نماذج غشاء الميتوكوندريا المبنية من مستخلصات الدهون الأصلية: خصائص الوجه والنقل
- Translated title (French)
- Modèles membranaires mitochondriaux construits à partir d'extraits lipidiques natifs : propriétés interfaciales et de transport
- Translated title (Spanish)
- Modelos de membrana mitocondrial construidos a partir de extractos lipídicos nativos: propiedades interfaciales y de transporte
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4296996772
- DOI
- 10.3389/fmolb.2022.910936
References
- https://openalex.org/W1140302516
- https://openalex.org/W1486808182
- https://openalex.org/W1958746655
- https://openalex.org/W1964161029
- https://openalex.org/W1964809614
- https://openalex.org/W1966471508
- https://openalex.org/W1967066679
- https://openalex.org/W1972353515
- https://openalex.org/W1981522326
- https://openalex.org/W1981984118
- https://openalex.org/W1983569416
- https://openalex.org/W1986477156
- https://openalex.org/W1988595672
- https://openalex.org/W1993030640
- https://openalex.org/W1994537832
- https://openalex.org/W2004674220
- https://openalex.org/W2008602834
- https://openalex.org/W2012078209
- https://openalex.org/W2012657176
- https://openalex.org/W2013213889
- https://openalex.org/W2013844247
- https://openalex.org/W2017934591
- https://openalex.org/W2019521215
- https://openalex.org/W2022779331
- https://openalex.org/W2025620108
- https://openalex.org/W2031088643
- https://openalex.org/W2032543782
- https://openalex.org/W2033618559
- https://openalex.org/W2047593642
- https://openalex.org/W2047910658
- https://openalex.org/W2057862622
- https://openalex.org/W2057973387
- https://openalex.org/W2059166957
- https://openalex.org/W2065934408
- https://openalex.org/W2071475257
- https://openalex.org/W2079974688
- https://openalex.org/W2084314658
- https://openalex.org/W2098692651
- https://openalex.org/W2099540110
- https://openalex.org/W2106023295
- https://openalex.org/W2108325229
- https://openalex.org/W2114958910
- https://openalex.org/W2114991593
- https://openalex.org/W2119116080
- https://openalex.org/W2125872855
- https://openalex.org/W2128656921
- https://openalex.org/W2129942071
- https://openalex.org/W2134723427
- https://openalex.org/W2149329792
- https://openalex.org/W2152311269
- https://openalex.org/W2154365584
- https://openalex.org/W2163258998
- https://openalex.org/W2164233810
- https://openalex.org/W2166281666
- https://openalex.org/W2167315212
- https://openalex.org/W2325001655
- https://openalex.org/W2327799456
- https://openalex.org/W2342464147
- https://openalex.org/W2622346504
- https://openalex.org/W2671326645
- https://openalex.org/W2736177015
- https://openalex.org/W2738998742
- https://openalex.org/W2754746152
- https://openalex.org/W2762941337
- https://openalex.org/W2790625887
- https://openalex.org/W2793407914
- https://openalex.org/W2797472953
- https://openalex.org/W2802682760
- https://openalex.org/W2893703076
- https://openalex.org/W2950108090
- https://openalex.org/W2955844986
- https://openalex.org/W3008000594
- https://openalex.org/W3009035795
- https://openalex.org/W3022840618
- https://openalex.org/W3044592344
- https://openalex.org/W3164987895
- https://openalex.org/W3195672811
- https://openalex.org/W4206528003
- https://openalex.org/W4221023444
- https://openalex.org/W61251755
- https://openalex.org/W937204623