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• W2072165890 abstract "Les tendances organisationnelles des constituants des membranes biologiques, les lipides et les protéines et de ces deux types de constituants pris ensemble sont discutées. On observe notamment que les mélanges naturels des lipides biologiques tendent à s'organiser en bicouches avec l'aptitude à l'hydraiation illimitée et que certains lipides peuvent présenter d'autres types d'organisation dans les conditions physiologiques, par exemple la phase hexagonale de type II, pour les phosphatidyléthanolamines. Les protéines solubles, quant à elles, se replient spontanément pour recouvrer leur conformation native. Au cours des processus d'organisation des lipides ou de repliement des protéines la tendance générale est l'évolution vers l'état d'énergie libre minimum ou en tout cas l'état d'énergie libre le plus faible accessible en ce qui concerne les protéines. Les protéines membranaires intrinsèques ont la propriété de présenter une partie hydrophobe qui favorise leur incorporation partielle, plus ou moins poussée, dans le noyau hydrophobe des bicouches lipidiques. En général rien dans la composition des membranes ne semble prédisposer à une distribution asymétrique des constituants de sorte que, dans beaucoup de cas, la reconstitution conduit à une répartition des protéines intrinsèques présentant les deux orientations opposées même avec les vésicules lipidiques; or la règle avec les membranes biologiques serait la distribution quantitativement asymétrique des entités lipidiques et l'asymétrie absolue de l'orientation des protéines. Les études récentes attribuent au mode de genèse et d'insertion des protéines intrinsèques leur orientation asymétrique. En ce qui concerne les lipides, on pourrait trouver une contradiction dans les postulats de la littérature: a) la distribution des lipides est toujours asymétrique et b) le mouvement transmembranaire des lipides est dans certains cas possible. Il est suggéré que les causes générales de l'asymétrie devraient être recherchées objectivement dans chaque cas. Le rôle des protéines intrinsèques comportant des lipides interfaciaux et intervenant selon les données actuelles pour une faible part doit être établi. La composition asymétrique des compartiments séparés par les membranes et les conséquences qu'elle entraine semblent devoir jouer le rôle principal. Il découle en effet des observations rapportées que l'architecture des membranes biologiques et leur asymétrie doivent être comprises en corrélation directe avec la dynamique des processus de la genèse et de l'insertion des constituants d'une part, de la composition des compartiments qu'elles délimitont, de l'étendue des échanges, de modifications métaboliques et de renouvellements asymétriques qu'elles subissent de l'autre. L'asymétrie effective de la distribution des lipides d'une membrane sera la résultante de la vitesse relative des processus qui tendent à l'accroître et de ceux qui tendent à la dissiper pour chaque entité lipidique distincte, et il est concevable que pour une structure membranaire l'état d'asymétrie ne sera pas le même selon les conditions physiologiques ou le stade de développement. Ainsi peut-on relever la contradiction apparente des postulats, car l'état atteint dans chaque cas ne correspond pas nécessairement à une distribution symétrique et il apparait en particulier que le postulat de l'asymétrie de distribution des lipides, abstraction faite de son degré d'importance, serait correct. Organizational tendencies of constituents of biological membranes, lipids and proteins and of these two types of constituents taken together are discussed. It is observed in particular that the natural mixtures of biological lipids tend to organize in bilayers with an unlimited swelling capability and that some lipids can exhibit other types of organization under physiological conditions, for example the hexagonal type II phase for phosphatidylethanolamines. Soluble proteins fold spontaneously to their native conformation. During the process of lipid organization or protein folding the general tendency is an evolution towards the state of the minimum free energy, or, for proteins at least, towards the state of the lowest free energy accessible. The integral membrane proteins have the property of possessing a hydrophobic part that favours their partial, more or less deep, incorporation into the hydrophobic core of lipid bilayers. In general nothing in the composition of membranes predisposes apparently to an asymmetric distribution of constituents. In fact, in many cases, the reconstitution leads to the repartition in two opposite orientations of integral proteins even with phospholipid vesicles; however, the rule with biological membranes is believed to be a quantitatively asymmetric distribution of lipid entities and the absolute asymmetry of the orientation of proteins. Recent studies ascribe to the process of genesis and insertion of integral proteins their asymmetric orientation. Concerning lipids, the two postulates of the litterature: a) the distribution of lipids is always asymmetrical and b) the transbilayer movement of lipids is possible in some cases, seem contradictory. It is suggested that the general causes of asymmetry should be searched for objectively in each case. The exact role of integral proteins with their boundary lipids, contributing, following the present data, little to the asymmetry, should be evaluated. The asymmetric composition of compartments delimitated by membranes and its consequences seem to play a crucial role. Indeed from the reported observations it follows that the architecture of biological membranes and in particular their asymmetry must be envisioned in direct correlation with the dynamics of the processes of genesis and insertion of their constituents on the one hand and with the composition of the compartments they delineate, the extent of exchange, asymmetric metabolic modifications and turnover they undergo on the other hand. The effective asymmetry of the distribution of lipids of a membrane would be the outcome of the relative rates of processes that tend to increase it and of those that tend to dissipate it for each distinct lipid entity. It is conceivable that for a given membrane the state of asymmetry would vary with the physiological conditions or the developmental step. Thus, the apparent contradiction of the postulates is relieved since the state attained in each case does not correspond necessarily to a symmetric distribution and it appears in particular that the postulate of the asymmetric distribution of lipids, exclusive of its extent, should be correct. It is concluded that it would be appropriate not to dissociate the establishment of the architecture of a biological membrane in separate steps of synthesis and assembly of constituents, a procedure that Tanford ((1978) Science, 200, 1012–1018) in his attempts of analysis seems to favour." @default.
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