Lipid droplets (LDs) are globular subcellular structures that mainly serve to store energy in form of neutral lipids, particularly triacylglycerols and steryl esters. LDs are closely associated with the membrane of the endoplasmic reticulum (ER), and are limited by a monolayer membrane of phospholipids harboring a specific set of proteins. Most of these proteins associate with LDs through either an amphipathic helix or a membrane-embedded hairpin motif. Here we address the question whether integral membrane spanning proteins could localize to the surface of LDs. To test this, we fused perilipin 3 (PLIN3), a mammalian LD-targeted protein, to ER resident proteins, such as Wbp1 (a N-glycosyl transferase complex subunit), Sec61 (a translocon subunit), and Pmt1 (a protein O-mannosyltransferase). The resulting fusion proteins localize to the periphery of LDs in both yeast and mammalian cells. This peripheral LD localization of the fusion proteins, however, is due to redistribution of the ER around LDs, as revealed by bimolecular fluorescence complementation between ER- and LD-localized partners in cells coexpressing the membrane-anchored perilipin. A LD-tethering function of PLIN3-containing membrane proteins was confirmed by fusing PLIN3 to the cytoplasmic domain of OM14, an outer mitochondrial membrane protein. Expression of OM14-PLIN3 resulted in close apposition of mitochondria and LDs. Taken together, these data indicate that the LD surface constitutes a barrier for ER-localized integral membrane spanning proteins.

中文翻译：

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脂质滴的表面构成内质网住宅整合膜跨膜蛋白的屏障

脂质小滴（LDs）是球形的亚细胞结构，主要用于以中性脂质（尤其是三酰基甘油和甾醇酯）的形式存储能量。LDs与内质网（ER）的膜紧密相关，并受到包含特定蛋白质组的磷脂的单层膜的限制。这些蛋白质中的大多数通过两亲性螺旋或嵌入膜的发夹基序与LD结合。在这里，我们解决完整跨膜蛋白是否可以定位于LDs表面的问题。为了对此进行测试，我们将哺乳动物的LD靶向蛋白perilipin 3（PLIN3）与ER驻留蛋白融合，例如Wbp1（N-糖基转移酶复合物亚基），Sec61（translocon亚基）和Pmt1（蛋白O -甘露糖基转移酶）。所得的融合蛋白在酵母和哺乳动物细胞中均位于LD的外围。然而，融合蛋白的这种外周LD定位是由于ER在LD周围的重新分布所致，如在共表达膜锚定的脂蛋白的细胞中ER-和LD-定位伴侣之间的双分子荧光互补所揭示的。通过将PLIN3融合到外部线粒体膜蛋白OM14的胞质结构域中，可以证实含有PLIN3的膜蛋白的LD束缚功能。OM14-PLIN3的表达导致线粒体和LDs紧密并置。综上所述，这些数据表明LD表面构成了ER定位的跨膜跨膜蛋白的屏障。这是由于ER在LDs周围的重新分布所致，如共表达膜锚定的膜脂蛋白的细胞中ER和LD定位伴侣之间的双分子荧光互补所揭示的。通过将PLIN3融合到外部线粒体膜蛋白OM14的胞质结构域中，可以证实含有PLIN3的膜蛋白的LD束缚功能。OM14-PLIN3的表达导致线粒体和LDs紧密并置。综上所述，这些数据表明LD表面构成了ER定位的跨膜跨膜蛋白的屏障。这是由于ER在LDs周围的重新分布所致，如共表达膜锚定的膜脂蛋白的细胞中ER和LD定位伴侣之间的双分子荧光互补所揭示的。通过将PLIN3融合到外部线粒体膜蛋白OM14的胞质结构域中，可以证实含有PLIN3的膜蛋白的LD束缚功能。OM14-PLIN3的表达导致线粒体和LDs紧密并置。综上所述，这些数据表明LD表面构成了ER定位的跨膜跨膜蛋白的屏障。通过将PLIN3融合到外部线粒体膜蛋白OM14的胞质结构域中，可以证实含有PLIN3的膜蛋白的LD束缚功能。OM14-PLIN3的表达导致线粒体和LDs紧密并置。综上所述，这些数据表明LD表面构成了ER定位的跨膜跨膜蛋白的屏障。通过将PLIN3融合到外部线粒体膜蛋白OM14的胞质结构域中，可以证实含有PLIN3的膜蛋白的LD束缚功能。OM14-PLIN3的表达导致线粒体和LDs紧密并置。综上所述，这些数据表明LD表面构成了ER定位的跨膜跨膜蛋白的屏障。