Frye und Edidin hatten 1970 einen berühmten Versuch durchgeführt, mit dem sie beweisen konnten, dass sich die Proteine in einer Zellmembran "wie Eisberge im Meer" frei bewegen können(siehe Frye-Edidin-Versuch).
Ein ähnliches Experiment haben Henis et. al 1990 in dem Journal of Cell Biology veröffentlicht. Auch hier wurden Tierzellen mit fluoreszierenden Antikörpern markiert.
Der Versuch von Henis et. al 1990
Autor: Ulrich Helmich, Lizenz: siehe Seitenende
Die so markierten Zellen wurden dann mit einem Laserstrahl einseitig beleuchtet (2.). Die Energiefreisetzung des Laserstrahls führte zum Ausbleichen der Fluoreszenz-Moleküle, ein Teil der Zellen leuchtete bei UV-Bestrahlung nicht mehr. Nach einigen Minuten konnte man dann jedoch wieder einen Anstiegt der Fluoreszenz beobachten. Das lässt sich nur so erklären, dass die markierten Antikörper frei in der Lipid-Doppelschicht diffundieren können.
Allerdings stieg die Fluoreszenz bei diesen Versuch nie auf den ursprünglichen Wert wieder an, wie die Kurve in der Abbildung zeigt. Die Erklärung hierfür: Nicht alle Proteine sind in der Membran frei beweglich und können lateral diffundieren; einige Proteine scheinen offensichtlich fixiert zu sein, können also nicht diffundieren [3].
Manche Proteine hängen eng zusammen und bilden lokale Ordnungsstrukturen wie zum Beispiel Proteinkomplexe, die zudem mit dem Zellskelett verbunden sind und daher an bestimmte Positionen der Zellmembran fixiert sind. Dann gibt es noch das Konzept der lipid rafts, das sind spezielle Bereiche der Zellmembran, die wie Flöße (rafts) auf der zweidimensionalen Lipid-Doppelschicht schwimmen [4].
Quellen:
- Urry, Cain, Wassermann, Minorsky, Reece, Campbell Biologie, Hallbergmoos 2019, 11.Auflage
- The rapid intermixing of cell surface antigens after formation of mouse-human heterokaryons. L. D. Frye and M. Edidin. J. Cell Sci 7, 319-335 (1970).
- Harvey Lodish et al. Molecular Cell Biology, New York 2004
- Lipid Raft (Wikipedia)