原形質膜におけるタンパク質コレステロール相互作用の分子メカニズム：トポロジー（傾斜）とコンセンサス（CARC/CRAC）ドメインの機能的区別

膜コレステロールとのタンパク質関連の複数の可能なモードを制御する分子メカニズムは、非常に収束しています。水素結合、Ch-πスタッキング、分散力を含むこれらのメカニズムは、さまざまな細胞外タンパク質（微生物やアミロイドなど）および膜受容体によって使用されます。ウイルス融合ペプチドは、コレステロールとの一時的な相互作用と互換性のある傾斜方向で宿主細胞の膜を浸透させます。この傾斜した方向は、脳細胞の原形質膜にその後オリゴマーの孔を形成するアミロイドタンパク質の挿入プロセスの特徴でもあります。コレステロールに関連する膜受容体は、一般に、基本（Lys/Arg）、芳香族（Tyr/Phe）、脂肪族（Leu/Val）アミノ酸のアミノ酸のトライアドを特徴とする線形コンセンサス結合モチーフ（CARCおよびCRAC）を示します。場合によっては、同じ膜にまたがるドメイン内にCARCとCRACの両方が存在すると、2つのコレステロール分子が同時に結合することができます。このレビューでは、細胞膜におけるタンパク質コレステロール相互作用のさまざまなモードの分子基盤と機能的意義について説明します。

The molecular mechanisms that control the multiple possible modes of protein association with membrane cholesterol are remarkably convergent. These mechanisms, which include hydrogen bonding, CH-π stacking and dispersion forces, are used by a wide variety of extracellular proteins (e.g. microbial or amyloid) and membrane receptors. Virus fusion peptides penetrate the membrane of host cells with a tilted orientation that is compatible with a transient interaction with cholesterol; this tilted orientation is also characteristic of the process of insertion of amyloid proteins that subsequently form oligomeric pores in the plasma membrane of brain cells. Membrane receptors that are associated with cholesterol generally display linear consensus binding motifs (CARC and CRAC) characterized by a triad of basic (Lys/Arg), aromatic (Tyr/phe) and aliphatic (Leu/Val) amino acid residues. In some cases, the presence of both CARC and CRAC within the same membrane-spanning domain allows the simultaneous binding of two cholesterol molecules, one in each membrane leaflet. In this review the molecular basis and the functional significance of the different modes of protein-cholesterol interactions in plasma membranes are discussed.