ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАН. ИОННЫЕ РАВНОВЕСИЯ из "Лекции по биофизике Учебное пособие" Лекция 13. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАН. ИОННЫЕ РАВНОВЕСИЯ. [c.131] Биологические мембраны построены в основном из белков, липидов и углеводов. В состав молекулы природных липидов входят полярная заряженная фосфатная головка и длинные углеводородные цепочки, принадлежащие жирным кислотам. В природных фосфолипидах жирные кислоты могут иметь ненасыщенные двойные связи в основном во втором положении глицеринового остатка. Белки могут пронизывать мембрану насквозь, а могут быть частично или целиком погружены в липидный слой. Взаимодействие с гидрофобными липидами осуществляется в основном неполярными аминокислотными остатками. Белки плавают в липидном слое мембраны в виде отдельных глобулярных частиц и обладают определенной подвижностью. Активность мембранных белков зависит от фазового состояния липидов и вязкости мембраны. На рис. 13.1 дана общая схема строения мембраны, состоящей из двойного липидного слоя с погруженными в него молекулами белка. Толщина биологических мембран обычно не превышает 100 А. [c.131] Как видно, этот процесс сопряжен с отрывом водорода Н от субстрата КН и присоединением Н- к радикалу К0-2. В итоге исходный свободнорадикальный инициирующий центр вновь регенерируется, давая тем самым начало цепному окислению липидов. Сами свободнорадикальные продукты могут погибать в реакциях рекомбинации или за счет действия антиокислительных защитных соединений. К последним относятся соединения фенольного типа (токоферол) или вещества, взаимодействующие с активными формами кислорода. Например, Р-каротин, а также а-токоферол эффективно туплат синглетный кислород, дезактивируя его синглетно-возбужденное состояние. Другие антиокислители оказывают защитное химическое действие, так как, взаимодействуя с О2, они сами подвергаются окислению. [c.135] В биологических мембранах перекисному окислению подвергаются в основном непредельные фосфолипиды. В результате окисления липидов увеличивается вязкость мембран, так как при этом уменьплается количество жидких гидрофобных липидов, появляются поперечные межмолекулярные спливки и увеличивается количество упорядоченных липидов с ограниченной подвижностью. В процессе перекисного окисления появляющиеся свободные радикалы К-, К0% могут рекомбинировать друг с другом с выделением большой порции энергии ( 70- 100 ккал/моль). Этого достаточно для перевода продуктов реакции в электронное возбужденное состояние. Последующий переход возбужденных продуктов в основное состояние может сопровождаться испусканием кванта света хемилюминесценции. [c.135] Рассмотрим распределение электролита Вт между липидной (2) и водной (1) фазами, у которого анион В и катион А обладают разной липофильностью (пусть липофильность аниона В выше). Вблизи границы раздела концентрации анионов В в липидной фазе несколько превысит содержание анионов А. Поэтому около границы раздела неполярная липидная фаза (2) несет отрицательный заряд и имеет более низкий потенциал, чем водная фаза (1). Однако в областях, далеких от поверхности раздела, концентрации А я В равны, т. е. соблюдается условие электронейтральности объемов фаз Сд= Св. В целом концентрация обоих видов ионов А и В ниже в фазе (2) вследствие различий в диэлектрических проницаемостях. [c.136] Поверхностный потенциал мембраны играет еще и важную роль в биоэлектрохимических процессах. В экспериментах обычно измеряют близкую величину - электрокинетический потенциал (дзета потенциал), или потенциал скольжения. Он определяется с учетом того, что первый слой ионов со своими гидратными оболочками и первый слой молекулы воды, смачивающих твердую фазу, удерживаются около заряженной поверхности при движении мембранной частицы относительно жидкости. Электрокинетические явления (электроосмос, электрофорез, потенциал течения, потенциал оседания) обусловлены мебранным поверхностным зарядом. [c.140] Вернуться к основной статье