Мембраны проницаемость для антибиотиков

Функции клеточной стенки прокариот. Клеточная стенка прокариот выполняет разнообразные функции механически заш иш ает клетку от воздействий окружаюш,ей среды, обеспечивает поддержание ее внешней формы, дает возможность клетке суш,ествовать в гипотонических растворах. В первую очередь, в этом заслуга пептидогликана. Структурная дифференцировка клеточной стенки у грамотрицательных прокариот, приведшая к формированию дополнительного слоя в виде наружной мембраны, значительно расширила круг функций клеточной стенки. Прежде всего это связано с проблемами проницаемости и избирательного транспорта веществ в клетку. Наружная мембрана имеет специфические и неспецифические каналы (диффузионные поры) для пассивного транспорта веществ и ионов, необходимых клетке, т. е. осуществляет функции дополнительного клеточного барьера (основной — ЦПМ). Она препятствует проникновению в клетку токсических веществ, что находит отражение в большей устойчивости грамотрицательных прокариот (сравнительно с грамположительными) к действию некоторых ядов, химических веществ, ферментов и антибиотиков. Появление у грамотрицательных прокариот дополнительной мембраны в составе клеточной стенки фактически привело к созданию обособленной полости (периплазматического пространства), отграниченной от цитоплазмы и внешней среды специфическими мембранами и несущей важную [c.19]

Каналообразующие антибиотики, делающие мембраны проницаемыми для протонов и катионов щел. металлов при 0,5-1 мкг/мл подвергают гемолизу красные кровяные тельца вызывают К /Н -обмен в митохондриях. Не являются потенциалзависимыми см. Аламетицин) механизм действия и структура, по-видимому, отличаются от грамицидина S (см.). Встречаются в виде смеси А (85%), В и С. См. обзор [EJB 94, 321 [c.248]

Все ионселективные электроды основаны на принципе полупрони-цаемости мембран. Так, в кальциевом ионселективном электроде используется жидкая мембрана, содержащая 0,1 М раствор кальциевой соли дидецилфосфорной кислоты в диоктилфенилфосфонате. Эфиры фосфорной кислоты выбраны потому, что фосфатные и полифосфатные ионы образуют с ионами кальция прочные комплексы. Таким образом, мембрана оказывается проницаемой преимущественно для ионов Са +. Во фтор идиом ионселективном электроде использована мембрана из монокристалла фторида лантана, который при комнатной температуре обладает чистой фторидной проводимостью. Особый интерес вызывают ионселективные электроды, действие которых основано на связывании катионов нейтральными макроциклическими молекулами, например молекулами антибиотиков (валиномицин) или полиэфиров. Применение ионселективных электродов не позволяет определить активности отдельных ионов, поскольку в каждом случае необходимо составлять цепь из ионселективного электрода и некоторого электрода сравнения [c.137]

Большое внимание в литературе уделяется исследованию влияния растворителей на электродное поведение мембран на основе МАК (антибиотиков, полиэфиров, различных синтетических комплексонов) [51]. Природа растворителя оказывает существенное влияние на избирательность подобных систем. Так, установлено, что растворители с высокой диэлектрической проницаемостью способствуют высокой селективности мембраны к двузарядным катионам по сравнению с однозарядными. Роль растворителя для мембран на основе МАК связывают с его способностью сольвати-ровать катион и входить в координационную сферу образовавшегося комплекса. [c.35]

Методы, основанные на изменении цитоплазматической мембраны. Одним из механизмов биологического действия антибиотиков на клетки микроорганизмов является нарушение проницаемости [c.176]

Низин влияет на споры чувствительных к нему бактерий, которые более богаты катионами по сравнению с вегетативными клетками, и выступает как катионитный детергент. Антибиотик, адсорбируясь на поверхности спор, в момент прорастания нарушает проницаемость цитоплазматической мембраны и таким образом подавляет рост развивающихся клеток бактерий. [c.206]

Накопление мутаций в определенном гене, контролирующем структуру рецептора бактерии, может привести к нарушению какой-то функции клеточной мембраны, а длительная мутационная изменчивость соответствующего рецепторного белка фага может понизить его стабильность и вместе с тем стабильность частицы фага в целом. Первое из предположений подтверждается частой встречаемостью среди бактериальных фагоустойчивых адсорбционных мутантов форм, несущих изменения и других признаков (мутации с плейотропным эффектом), например скорости деления, устойчивости к антибиотикам, проницаемости и др. Не исключена и возможность возникновения в ходе последовательного отбора фагоустойчивых мутантов бактерий и преодолевающих их устойчивость мутантов фага таких форм белков в адсорбционном аппарате фага, которые могут обладать цитотоксическим эффектом, проявляемым при контакте с клеткой, что предотвратит последующий продуктивный цикл. [c.201]

Неспецифическое увеличение проницаемости плазматической мембраны может стимулировать также продукцию антибиотиков, других вторичных метаболитов и некоторых экзоферментов. По-видимому, и в этих случаях облегчается выход продукта из клетки и устраняется негативный контроль его биосинтеза. [c.82]

Для того чтобы мембраны сделать более пригодными для тех или иных экспериментальных задач, их можно модифицировать в ходе изготовления или после этого, не изменяя их проницаемости. Например, чтобы облегчить определенные методы анализа частиц, для окраски мембран используют вместо белого красители черного или зеленого цвета. В другом случае, чтобы предотвратить подтекание жидкости по краям в те части фильтродержателя, к которым сам процесс фильтрации отношения не имеет, периферийную часть мембраны делают гидрофобной. Такие мембраны используют, например, при определении стерильности антибиотика и антисептических растворов токсичное вещество, будучи ингибитором, не адсорбируется на периферии фильтрующей поверхности и не переносится в сосуд с культурой (см. разд. 7.7). Еще в одном частном случае на поверхность мембраны наносится гидрофобное вещество в виде сетки, так что квадраты этой сетки образовывают независимые области для проведения соответствующих микробиологических анализов (см. разд. 9.7). Менее сложно и более полезно наносить сетку краской —это облегчает подсчет колоний на поверхности мембраны. Эти специальные типы применяемых в про- мышленности мембранных фильтров подробнее рассматриваются в следующих главах. [c.66]

Препараты, нарушающие проницаемость цитоплазматической мембраны (полимиксины, полиеновые антибиотики). Действуют на делящиеся и покоящиеся клетки. [c.336]

Состояние клеточной стенки, при котором антибиотик задерживается на поверхности клетки и не проникает внутрь в результате ухудшения проницаемости антибиотиков через пориновые каналы внешней мембраны или по другим причинам. [c.451]

Интересные результаты получены при изучении ионного транспорта через подобные мембраны и электропроводности элементарных пленок обратных эмульсий, стабилизированных природными и синтетическими ПАВ различной природы. Выяснилось, в частности, что электропроводность таких мембран резко возрастает при добавлении некоторых биологически-активных ПАВ. Например, введенне во внешнюю водную среду липидной мембраны ничтожных количеств антибиотика валиномицина приводит к увеличению электропроводности мембраны на пять порядков величины вместе с тем мембрана становится проницаемой для ионов калия и водорода, но не пропускает через себя ионы натрия. Резкое понижение электрического сопротивления искусственных мембран может наблюдаться и при введении в их состав молекул белков, а та,кже ферментов с добавкой в систему соответствующего субстрата. Изучение свойств таких мембран позволяет моделировать ряд важных биологических процессов, например прохождение нервного импульса, образование фоточувствительной ячейки и др. [c.291]

Рассмотрим процессы, происходящие при уравнивании концентрации ионов К+ во вне- и внутримитохондриальном пространстве (рис. 53). Внутренняя мембрана митохондрий плохо проницаема для К" . Поэтому если митохондрии с высоким содержанием калия в матриксе поместить в бескалиевую среду, то калий в окружающей среде практически не появляется. Специфическую проницаемость мембраны для К можно индуцировать антибиотиком валиномицином, представляющим собой циклический депсипептид с выраженными гидрофобными свойствами и способным к комплексообразованию с К+. Добавление к ми- [c.442]

Иногда к И. относят также в-ва [напр., антибиотик грамицидин А (VIII букв, обозначения см. в ст. Аминокислоты), нек-рые белкн нервных клеток], пронизывающие мембраны и образующие ион-проницаемые каналы (поры). Так, молекулы грамицидина А не перемещаются с одной стороны мембраны на другую, а встраиваются в мембрану в виде спирального димера с осевой полостью. Поскольку грамицидин А не диффундирует через мембрану, его ионопереносящая ф-ция не зависит от подвижности углеводородных цепей липидов. [c.266]

Н. действует против патогенных грибов, особенно грибов рода andida. В отношении бактерА неактивен. Механизм противогрибкового действия И. объясняется избират. гидрофобным связыванием со стеринами мембран грибковых клеток. Это сопровождается нарушением мембранной проницаемости, потерей клеткой низкомол. в-в (в Частности, коферментов) и белков, что приводит к йарушенню процессов синтеза в клетке и ее гибели. Избирательность действия полиеновых антибиотиков связывают с тем, что клеточные мембраны грибов, в отличие от клеточных мембран млекопитающих, содержат преим. эргостерин, а не холестерин. [c.254]

Структура и действие биологических мембран стали ключевым вопросом биофизики с тех пор, как стало ясно, что эти мембраны играют очень важную роль в функционировании биологических систем. Характерное свойство биологических мембран — их проницаемость для отдельных ионов. Почти все вещества, которые действуют как избирательные переносчики ионов в биологических системах, являются антибиотиками со структурой тетроли-дов или циклических депсипептидов они известмы как ионофоры. В их число входят, в частности, валиномицин и нонактин, описанные в разд. 1.3. [c.266]

Свойство катионных полиэлектролитов подавлять активность бактериальных ферментов, инактивирующих антибиотики, а также повышать проницаемость клеточной стенки и цитоплазматической мембраны может способствовать усилению действия антибиотиков в отношении резистентных (устойчивых к действию антибиотиков) штаммов бактерий, так как при этом создаются условия, облегчающие достижение антибиотиком его мишени в клетке. Этот эффект был продемонстрирован в работе [5] на примере усиления (в 15-18 раз) активности бензилпенициллина в отношении резистентных штаммов стафилококков в присутствии поликатионов I (К=С2Н5- Х=1) II (К=СбН5СН2- Х=С1). Поэтому катионные полиэлектролиты представляют интерес не только как новые антимикробные вещества, но, прежде всего, как мембранотропные биологически активные полимеры-носители для низкомолекулярных антимикробных веществ. [c.169]

На поверхностные структуры клетки воздействуют СПАВ, некоторые антибиотики, фенолы, спирты. Например, СПАВ, сорбируясь на. поверх ности клетки, нарушают проницаемость оболочки и цитоплазматической мембраны, что приводит к нарушению равновесия клетки с окружающей средой и к ее гибели. Лкханическое нарушение целостности клеточной стенки и мембраны вызывается действием ультразвука. [c.156]

Повреждение поверхностных структур или слоев клетки. Этанол в достаточно высокой концентрации (70%) вызывает коагуляцию белков и оказывает бактерицидное действие. Фенолы, крезолы, нейтральные мыла и поверхностно-активные вещества (детергенты) действуют на наружные слои клеток и нарушают избирательную проницаемость плазматической мембраны. Клеточные мембраны состоят главным образом из липидов и белков. Детергенты имеют поляркую структуру, причем их молекулы содержат как липофильные группы (длинные углеводородные цепи или ароматические кольца), так и гидрофильные ионизированные группы. Накапливаясь в липопротеиновых мембранах (тоже имеющих полярную структуру), детергенты нарушают их функции. Поскольку эти вещества обладают широким спектром антимикробного действия, их обычно применяют для дезинфекции различных поверхностей и одежды. С детергентами сходны по своему действию некоторые полипептидные антибиотики (полимиксин, колистин, бацитрацин, субти-лин) и антимикробные вещества растительного происхождения. [c.204]

Антибиотические вещества — ионофоры. Некоторые антибиотики (валиномицин, энниатины, нонактин, нигерицин, моненсин, салиномицин, грамицидины) способны индуцировать проницаемость ионов через мембраны клеток это послужило основой для их названия — антибиотики-ионофоры. [c.429]

Наличие дополнительного барьера проницаемости в виде внешней мембраны приводит к тому, что для грамотрицательных бактерий необходимо применять более высокие минимальные концентрации действующих на них антибиотиков по сравнению с грампо-ложительными бактериями. Помимо существенного препятствия на пути поглощения гидрофильных субстанций, наличие дополнительного барьера проницаемости позволяет уменьшить толщину муре-инового слоя и дает возможность эффективно использовать цен- [c.39]

Первая группа включает вещества, приводящие к повреждению поверхностных клеточных структур. Например, 70 %-й этанол коагулирует белки, оказывая бактерицидное действие. Фенолы, крезолы, нейтральные мыла и различные поверхностно-активные вещества нарушают избирательную проницаемость цитоплазматической мембраны. С детергентами сходны по своему действию некоторые полипептидные антибиотики (полимиксин, ба-цитрацин, субтилин, низин). [c.82]

Химические агенты, предотвращающие порчу продуктов, относятся к простым органическим кислотам, сульфитам, оксиду этилена, нитритам и этилформиату. Каждый из них действует на какую-нибудь мишень в клетке, разрушая ее (например, ЦПМ). Эффективность этих веществ зависит от pH продукта. Например, лактат и пропионат действуют лучше при пониженном pH, когда они находятся преимущественно в недиссоциированной форме. В настоящее время большой популярностью стал пользоваться антибиотик низин, образуемый молочнокислыми кокками. Это по-липептидный нетоксичный антибиотик, влияющий в основном на грамположительные бактерии, а именно на проницаемость их цитоплазматической мембраны. [c.306]

А вот один из красивых опытов, который доказывает вторую половину гипотезы Митчела — что МП может быть использован для синтеза АТФ. Этот опыт был поставлен в 1967 г. Прессманом. Митохондрии выдерживали в среде с высокой концентрацией так что он накапливался внутри них. Затем их переносили в среду без питательных веществ и кислорода (где они не вырабатывают АТФ) и в среду вводили валиномицин — антибиотик, который повышает проницаемость мембраны для Калий начинал выходить из митохондрий, [c.268]

Если смешать соответствующие фосфолипиды и белки и нанести эту смесь на поверхность воды, то спонтанно образуются мембраноподобные структуры, сходные по толщине с биологическими мембранами. Исследование таких искусственных мембран, приготовленных из белков и липидов природных мембран, дает нам возможность лучше понять структуру и функцию биологических мембран. Искусственные мембраны обнаруживают разную проницаемость для разных ионов в зависимости от природы белков и липидов, входящих в их состав. Чрезвычайно-интересные эффекты можно наблюдать при добавлении к искусственным мембранам некоторых антибиотиков. Валиномицин, например, благодаря своей структуре (т. е. определенным размерам и заряду молекулы) оказывается способным притягивать и удерживать ионы калия, но не притягивает ионов натрия (рис. 2.5). Если добавить валиномицин к искусственной мембране, отделяющей растворы с ионами К+ и Ка+ от чистой воды. [c.28]

Латеральная подвижность фосфолипидных элементов плазматической мембраны и их чувствительность к распределению положительно заряженных групп в окружающей среде предопределяют их уязвимость для внешней молекулярной агрессии. Большинство пептидных антибиотиков и токсинов используют именно эти механизмы для нарушения клеточной проницаемости. В частности, стрептолизин О (пептидный токсин) при пикомолярных концентрациях присоединяется к холестерину плазматической мембраны и обра- [c.133]

Полиеновые антибиотики (нистатин, римоцидин, филипин, эндомицин, кандицидин, трихомицин и др.) — биологически активные соединения, способные изменять проницаемость клеток, чувствительных к их действию. Как известно, проницаемость клетки зависит прежде всего от цитоплазматической мембраны. Полнены, специфически присоединяясь к цитоплазматической мембране клетки гриба, лишают мембрану способности функционировать в качестве барьера, обеспечиваюшего избирательную проницаемость. [c.428]

Специфическая токсичность полиеновых антибиотиков обусловлена их взаимодействием с одним из компонентов цитоплазматической мембраны чувствительных клеток, принадлежаших к стеринам. В результате меняется селективность проницаемости мембран, приводяшая к выходу из клетки важнейших метаболитов и нарушению способности мембран контролировать усвоение питательных вешеств. [c.428]

Обычно биологические мембраны непроницаемы для ионов В опытах с митохондриями и клетками Strepto o us fae ilis было показано, что в присутствии антибиотиков валиномицина или грамицидина С мембраны становятся проницаемыми для этих ионов, но не для ионов Na" и Li" . Установлено, что подавление роста S. fae ilis в присутствии валиномицина, грамицидина, нонактина связано с потерей клеткой ионов К" , которая индуцируется этими антибиотиками. [c.429]

Теория Эйзенмана в первом приближении удовлетворительно объясняет проницаемость биомембран, содержащих катионные каналы белковой природы, и модельных мембран со встроенными в них каналообразователями. В ходе анализа катионной селективности различных мембран, проведенного А. А. Львом (1975, 1976), было, в частности, выяснено, что проницаемость канала раннего тока нервных волокон лягушки практически соответствует X ряду (isJa+=Li+>K > s+=Rb+), для мембраны, модифицированной валиномицином. характерен III ряд (Rb+>-K > s+>Na+>Li+), а макроциклическим антибиотиком тетранактином—ряд (K+>Rb+>Na+> s+>Li+ Немодифицированная искусственная мембрана обладает весьма низкой катионной избирательностью. Согласно А. А. Льву (1976), она соответствует ряду XI. Сопоставима ли проницаемость мембранных бислоев с проницаемостью мембран клеток в невозбужденном состоянии Оказалось, что для мембран многих покоящихся клеток характерен IV ряд (К+> Rb+> s+>Na+>Li+), получивший название биологического ряда проницаемости (А. А. Лев, 1975). Этот ряд совпадает с тем, который характеризует избирательность для одновалентных катионов искусственной мембраны, содержащей продукты перекисного окисления липидов (А, В. Лебедев и др., 1984). [c.37]

Наиболее яркие достижения современной мембранологии связаны с применением антибиотиков, избирательно увличивающих катионную проницаемость биологических мембран. Было установлено, что биологическая активность этих соединений, называемых ионофорами, или мембраноактивными комплексонами, обусловлена их способностью индуцировать транспорт ионов через мембраны. [c.80]

I также с уменьшением проницаемости клеточной мембраны мик-)оорганизма для антибиотика. Однако основным фактором явля- тся действие р-лактамаз. [c.83]

Ряд микроорганизмов синтезирует низко-молекулярные соединения, в присутствии которых мембраны становятся проницаемыми для определенных ионов. Эти небольшие молекулы, называемые транспортными антибиотиками, оказались ценным инструментом для экспериментальных исследований, в частности для изучения механизма связывания ионов. Па-нример, валиномицин препятствует окислительному фосфорилированию в митохондриях путем повышения их проницаемости для К"" в присутствии валиномицина митохондрии используют энергию, генерируемую при транспорте электронов, не на синтез АТР, а на накопление К"". Валиномицин имеет циклическую структуру, образованную из повторяющейся три раза последовательности четырех разных остатков (А, Б, В и Г) (рис. 36.19). Эти остатки четырех типов соединены чередующимися эфирными и пептидными связями. [c.316]

Существует два совершенно разных механизма действия транснортных антибиотиков на проницаемость мембран для ионов (рис. 36.21). Некоторые антибиотики (нанример, грамицидин А) формируют канал, нронизывающий мембрану. Ионы входят в такой канал на одной стороне мембраны, диффундируют по нему и выходят на другой стороне мембраны. Стимуляция транспорта ионов по этому механизму не сопряжена с движением самого антибиотика-ка-налообразователя. Антибиотики другой группы (например, валиномицин) функционируют как переносчики ионов через углеводородную область мембраны. Активность этих транспортных антибиотиков сопряжена с их собственной диффузией. [c.317]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология