Мембраны латеральное разделение фаз

Биологические мембраны-это не застывшие структуры. Напротив, и липиды, и многие белки мембран постоянно перемещаются в латеральном направлении. Быстрое движение белков мембраны выявляется с помощью флуоресцентной микроскопии при следующей постановке опыта. Культивируемые клетки человека и клетки мыши можно заставить слиться друг с другом образующаяся при этом гибридная клетка называется гетерокарион. Одна часть плазматической мембраны гетерокариона происходит из клетки мыши, а другая - из клетки человека. Остаются ли мембранные белки мыши и человека разделенными в ге- [c.215]

Биологические мембраны, состоящие из сложных смесей различных классов липидов с разными алкильными цепями, при физиологических температурах находятся, по-видимому, в состоянии латерального разделения фаз. Высокая способность к латеральному сжатию, обусловленная одновременным существованием твердой и жидкой фазы, может влиять на активность находящихся внутри мембраны ферментов, что позволяет включаться в мембрану новым компонентам и сказывается на процессах транспорта. Исследованы [23] свойства мембран клеток мутантных щтаммов Е. oli, для роста которых необходимо наличие жирных кислот состав их внутренней мембраны может быть обогащен определенными алкильными цепями путем прибавления к питательной среде соответствующих жирных кислот. Изменение текучести бислоя и скорости транспорта -глюкозида для внутренней мембраны соИ, выращиваемой на среде с добавкой линолевой кислоты, в зависимости от температуры показано на рис. 25.3.6. Точки перегиба на графике Аррениуса соответствуют экстремумам латерального разделения фаз. Наблюдается также изменение энергии эктивации транспорта, которое приблизительно коррелирует с гра- [c.119]

Микрогетерогенность бислоя и образование в нем кластеров молекул липидов способствует проявлению такого явления, как разделение (сефегация) фаз в мембране. Латеральное разделение липидных молекул в плоскости бислоя — важная особенность мембраны. Особая сефегирующая роль в мембране принадлежит холестерину. При низких конценфациях его в мембране происходит латеральное разделение фосфолипид-холе-стсриновых комплексов и свободных молекул фосфолипидов. При этом холестерин взаимодействует в первую очередь с теми [c.106]

Свойства липидных молекул в бислоях сильно зависят от температуры. При достаточно низких температурах липидный слой подобен твердому телу. Липидные молекулы почти не перемещаются в плоскости мембраны, и их свойства во многих отношениях напоминают свойства углеводородных кристаллов. По мере повышения температуры часто наблюдается резкое изменение свойств бислоев, причем это может происходить при одной или нескольких температурах. Эти изменения происходят в таком узком температурном интервале, что напоминают фазовые переходы, которые наблюдаются при плавлении твердого тела. Выше температуры перехода бислой по своему поведению больше похож на жидкость. Липидные молекулы в этом случае способны быстро перемещаться в плоскости мембраны (латеральная диффузия). Температуры, при которых происходят переходы, и число этих переходов зависят от липидного состава. При высокой концентра-Щ1И ненасыщенных жирных кислот образуются более жидкие бислои, обладающие более низкими температурами переходов. Иногда Фазовые переходы сопровождаются латеральным фазовым разделением, описанным выше. Известны случаи, когда ониЪриводят к затвердеванию всей мембраны. [c.221]

Значительным щагом вперед в понимании структуры и функции мембран следует считать осознание того, что биологические мембраны -это двумерные жидкости. Однако ясно, что представление о мембране как о липидном море, в котором свободно плавают белки, оказалось сильно упрощенным. Многие клетки обладают способностью удерживать мембранные белки в специфических доменах в непрерывном липидном бислое. Например, в эпителиальных клетках, выстилающих кишечник или почечные канальцы, некоторые ферменты плазматической мембраны и транспортные белки располагаются только на апикальной поверхности клеток, тогда как другие - только на базальной и латеральной (рис. 6-36). Такое асимметричное распределение мембранных белков существенно для функционирования эпителия (мы обсудим )то позже, см. разд. 6.4.11). Липидный состав этих двух мембранных доменов также различен, что указывает на то, что эпителиальные клетки могут ограничивать диффузию между доменами как молекул белка, так и молекул липидов (хотя эксперименты с мечеными молекулами липидов наводят на мысль, что это справедливо лишь для липидных молекул внешнего монослоя мембраны). Такое пространственное разделение белков и липидов, по-видимому, поддерживается (по крайней мере частично) благо- [c.375]

Изменение жидкостности мембраны контролирует взаимодействие между отдельными молекулами интегральных белков, что иллюстрирует рис. 22. В условиях, когда бислой находится при температуре выше 7кр и латеральная подвижность белков ничем не ограничена, молекулы белка распределены в мембране случайным образом. Понижение температуры и разделение фаз, приводящие к образованию более упорядоченных участков бислоя, ограничивают подвижность белков, вытесняемых в области бислоя, остающиеся более жидкими происходит вымораживание бел-лов, увеличивающее вероятность их ассоциации. В присутствии -холестерина белки занимают преимущественно области мембраны, [c.50]

Липиды — это амфифильные соединения они образуют мицеллы, если содержат по одной жирнокислотной цепи, и двойные слои или бислойные пузырьки, если таких цепей две. Свойства и состав двух поверхностей бислоя не обязательно одинаковы. Природные мембраны помимо липидов содержат большое количество белков. Периферические белки легко экстрагируются из мембраны, в то время как интегральные мембранные белки прочно связаны с ней, вероятно, с помощью гидрофобного участка пептидной цепи. Некоторые интегральные цепи локализуются только на одной поверхности мембраны, другие пронизывают ее насквозь. В липидных бислоях происходят фазовые переходы между состояниями, которые условно можно считать твердым и жидким. В природных мембранах тоже наблюдаются аналогичные переходы, а также латеральное фазовое разделение. От других биологических тpyктyi) мембраны отличает то, что они являются динамическими системами. В них происходит довольно быстрое латеральное перемещение белков и липидов и вращение различных компонентов. Однако перескок компонентов с одной поверхности на другую происходит весьма редко. [c.235]

Важной стороной активного транспорта является его тесная связь с объемным потоком в отсутствие благоприятных трансэпителиальных градиентов осмотического или гидростатического давления. Пытаясь объяснить эту зависимость, Каррен с сотрудниками предложил простую модель, состоящую из двух последовательных мембран, разделенных узким пространством (рис. 7.8). Мембрана I осуществляет активный транспорт растворенного вещества 5 из отсека 1 в отсек 2, тем самым устанавливая разность осмотических давлений, вызывающую объемный поток. Вообще можно ожидать, что процесс активного транспорта должен быть связан с объемным потоком в центральной части отсека 2. Главной особенностью модели, изображенной на рис. 7.8, является то, что она предсказывает наличие объемного потока через составную мембрану из отсека 1 в отсек 3. Основой такого поведения является различие в эффективном осмотическом давлении Дяэфф = аЯТАс, создаваемом растворенным веществом 5 на двух последовательных мембранах. Таким образом, в мембране I (представляющей собой клеточные барьеры и плотные контакты между клетками) СТ1 1, так как транспорт 5 из отсека 1 в отсек 2 связан с потоком воды между этими двумя областями (из раствора, омывающего внещнюю, слизистую, поверхность мембраны, в латеральное межклеточное и/или субэпителиальное пространства [c.142]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология