Митохондриальная ДНК свойства

Митохондриальный фермент выделен в виде димера, гексамера и октамера. Изоферменты креатинкиназы различаются по электрофоретической подвижности, по кинетическим свойствам, по термостабильности, по аминокислотному составу, по количеству и реактивности 5Н-групп, аргининовых остатков и другим свойствам. Мышечный изофермент (ММ) более стабилен, чем мозговой (ВВ) и митохондриальный при изменении pH и температуры. Они устойчивы в диапазоне pH 6,0—9,5, но при этом к раствору мозгового и митохондриального изоферментов необходимо добавлять 5Н-восстанавливающие реагенты (2-меркаптоэтанол и др.). Оптимальные значения pH активности для изоферментов практически одинаковы и равны 9 — для прямой реакции (синтеза креатинфосфата) и 7 — для обратной реакции (расщепления креатинфосфата). [c.292]

Изучение ионообменных свойств митохондриальной мембраны (К+—Са +-обмен) (см. п. 3 списка литературы). [c.444]

Сходство систем переноса электронов в митохондриях и хлоропластах стало еще более очевидным, когда оказалось, что для синтеза АТР необходим сопрягающий фактор хлоропластов F , сходный по свойствам с митохондриальным белком Fi (гл. 10, разд. Д, 8). Как и сопрягающий фактор митохондрий, фактор F, состоит из субъединиц пяти разных типов [107, 108]. Подобно митохондриям, хлоропласты (на свету) также перекачивают протоны через мембраны. Однако при этом протоны накапливаются внутри тилакоидов, тогда как в митохондриях они выводятся наружу. Сопрягающий фактор Fi находится на наружной поверхности тилакоидов, обращенной в сторону стромального ма [c.49]

Митохондриальный изофермент по своим свойствам несколько отличается от цитоплазматического. [c.218]

Попытки расчленить и вновь реконструировать систему окислительного фосфорилирования имеют важнейшее значение в плане постанов-.ки будущих экспериментов. Однако при интерпретации результатов возникают значительные трудности. Лишь немногие из компонентов были выделены в совершенно гомогенном состоянии. Необходимо осуществить дальнейшую очистку этих компонентов и исследовать их свойства, и при этом научиться так работать с каждым белком, чтобы не вызывать его денатурации. Вероятно, мы все же можем надеяться, что придет время, когда станет возможным, смешивая многие высоко-очищенные компоненты митохондриальных мембран, реконструировать функционально активную систему переноса электронов и фосфорилирования. Такого рода эксперименты помогут также ответить на вопрос обязательно ли для окислительного фосфорилирования нужна мембрана Хотя, по мнению некоторых исследователей, проведенные эксперименты уже показали, что интактная мембрана при этом может быть и не нужна, никому еще не удавалось осуществить фосфорилирование на (ИСТИННО растворимых ферментных препаратах. Синтез АТР наблюдался лишь в тех случаях, когда соответствующие белки были встроены в фосфолипидные пузырьки . [c.410]

В норме скорость митохондриального транспорта электронов регулируется содержанием АДФ. Выполнение клеткой функций с затратой АТФ приводит к накоплению АДФ, который в свою очередь активирует тканевое дыхание. Таким образом, клеткам свойственно реагировать на интенсивность клеточного метаболизма и поддерживать запасы АТФ на необходимом уровне. Это свойство называется дыхательным контролем. [c.313]

Кроме линейных молекул ДНК существуют ковалентно замкнутые кольцевые молекулы, например однонитевая циркулярная ДНК фага фХ-174 [46] и ее двунитевая репликативная форма [47]. Ковалентно замкнутыми, циркулярными молекулами являются ДНК фага Я [48—51] и митохондриальная ДНК. Эти свойства молекул ДНК влияют на их поведение при фракционировании на колонках. [c.69]

Это свойство мембраны также имеет отношение к окислительному фосфорилированию. Если мембрана повреждена или если она в результате какого-нибудь воздействия стала вдруг легко проницаемой для этих или для некоторых других ионов, то окислительное фосфорилирование происходить не будет. Эти наблюдения показывают, что разница в ионном составе или в концентрации между двумя сторонами внутренней митохондриальной мембраны играет важную роль в синтезе АТР. [c.529]

Выделение ДНК из митохондрий основано на тех же методах, которые используются для выделения ДНК из клеточного ядра в этом случае, однако, предварительно выделяют соответствующие субклеточные частицы и перед разрушением обрабатывают их ДНК-азой, что позволяет удалить возможную примесь ядерной ДНК. Исследование физических свойств митохондриальных ДНК, выделенных из разных источников, показывает, что во многих случаях этот вид ДНК отличается от ядерной ДНК по плавучей плотности и температуре плавления и, следовательно, имеет другой нуклеотидный состав. Митохондриальная ДНК имеет мол. вес " около 10-10 и существует в виде двухцепочечного комплекса, который обладает способностью легко ренатурировать. [c.35]

Характеризуя дыхательную цепь, важно различать функциональные и нефункциональные компоненты. Во многих митохондриальных препаратах содержатся значительные количества цитохромов, которые не восстанавливаются ферментативно, а могут быть восстановлены только химическим путем, например путем добавления гидросульфита. На практике функциональными компонентами дыхательной цепи митохондрий считаются те, которые полностью окисляются в состоянии 2 и восстанавливаются нри переходе из состояния 3 в состояние 5. Ниже обсуждаются свойства именно функциональных компонентов дыхательной цепи животных и растительных митохондрий. [c.63]

Было обнаружено, что усиливающее гликолиз действие является свойством, внутренне присущим мембранам митохондрий. Это действие можно наблюдать не только на интактных митохондриях, но и на фрагментах печеночных митохондрий, сохраняющих способность к дыхательному фосфорилированию. Фрагменты мембран митохондрий и растворимая фракция митохондрий (т. е. в основном митохондриальный матрикс) были получены нами по описанному в литературе способу [14] из отмытых печеночных митохондрий. В табл. 2 представлены результаты определения скорости гликолиза РФ при добавлении фрагментов митохондрий и растворимой фракции митохондрий. Видно, что обе фракции — первая в большей степени, вторая—в меньшей—усиливают гликолиз РФ. Можно представить себе, что усиливающий фактор продуцируется внутренней мембраной, где, как известно, сосредоточена система [c.109]

Чрезмерная активация ПОЛ оказывает негативное влияние на мышечную деятельность. Так, повышение проницаемости мембран нервных волокон и саркоплазматического ретикулума миоцитов, вызываемое ПОЛ, затрудняет передачу двигательных нервных импульсов и тем самым снижает сократительные возможности мышцы. Повреждающее воздействие перекисного окисления на цистерны, содержащие ионы кальция, неизбежно приводит к нарушению функции кальциевого насоса и ухудшению релаксационных свойств мышц. При повреждении митохондриальных мембран снижается эффективность окислительного фосфорилирования (тканевого дыхания), что ведет к уменьшению аэробного энергообеспечения мышечной работы. Повышение проницаемости оболочки мышечных клеток - сарколеммы -может привести к потере мышечными клетками многих важных веществ, которые будут уходить из них в кровь и лимфу. [c.170]

Помимо морфологических особенностей разные типы клеток существенно различаются по составу митохондриальных ферментов. Однако в этой главе мы отвлечемся от различий и рассмотрим лишь ферменты и свойства, общие для всех митохондрий. [c.434]

Как видно из рис. 11, в то время как синтез хромосомной ДНК в ядре происходит в фазе 8 (см. также рис. 10),. митохондриальная ДНК синтезируется на двух различных этапах клеточного цикла в первый раз в той же фазе 8 одновременно с ядерной ДНК, а второй раз — в фазе Ог, когда синтез ядерной ДНК уже закончен и, как показывает рис. 10, идет только репаративный синтез [35]., Когда это выяснилось, прежде всего возникла мысль,, что в клетке могут существовать два класса генетически различных митохондрий, каждый со своей особой ДНК и своим временем репликации. При изучении физико-хими-ческих свойств митохондриальной ДНК, выделенной в. [c.29]

Химическая энергия, высвобождающаяся при расщеплении пирофосфатной связи, используется в различных процессах в клетке. При участии АТФазы осуществляется не ТОЛЬКО высвобождение энергии при расщеплении АТФ, но и обратный синтез АТФ из АДФ (аденозиндифосфата) при окислительном фосфорилировании. Из печени крысы было выделено два типа АТФазы—активируемая кальцием миозин-АТФаза (КФ.3.6.1.3) и активируемая магнием митохондриальная АТФаза (КФ 3.6.1.4). Свойства и локализация этих ферментов охарактеризованы в табл. 38. [c.183]

Фермент широко распространен в тканях млекопитающих и представлен двумя изозимами, пространственно разобщенными в клетке. Один изозим локализован в цитозоле, другой связан с митохондриальной фракцией. Изозимы существенно различаются по аминокислотному составу, физико-химическим свойствам, зависимости активности от pH среды и, что особенно важно с физиологической точки зрения, по кинетическим свойствам. Различное сродство к субстратам реакции ставит изозимы фермента в разные условия в отношении доступности субстратов прямой и обратной реакций. Этим определяется бифункциональность поведения аспартатаминотрансферазы в печени реакция, катализируемая митохондриальным изозимом, может быть сдвинута от состояния равновесия в сторону образования а-кетоглутарата, и поэтому может быть связана с функционированием цикла Кребса и цикла мочевины. Наоборот, цитоплазматический изозим способствует образованию щавелевоуксусной кислоты, т. е. связан с функционированием глюконеогенеза. [c.351]

Изменения называются конформационными, когда белки после синтеза принимают более одной термодинамически устойчивой конформации, каждая из которых может обладать различными физико-химическими свойствами [43]. Каплан [78] приводит в качестве примера митохондриальную малатдегидроге-назу, у которой наблюдаются различия в процентах спирализа-ции синтезированных цепей, что приводит к изменениям предполагаемого заряда. [c.45]

Основное положение хемиоосмотической теории Митчелла свойства митохондриальной мембраны, содержащей протонный насос, создают электрохимический градиент, обладающий потенциальной энергией. [c.87]

Большинству требований филогенетических исследований соответствует цитохром с. в принципе для таких исследований можно использовать многие белки, однако наиболее удобным в этом аспекте оказался митохондриальный цитохром с (рис. 7.8), что было впервые продемонстрировано работами Смита, Марголиаша и Фича [502— 506). Критерии таких исследований и свойства цитохрома с, определившие выбор именно этого белка, перечислены ниже в пунктах а —д. [c.208]

Ряд компонентов фотосинтетической системы транспорта электронов представляют собой молекулы, которые поглощают свет видимых длин волн и поэтому являются окрашенными пигментами. Так, цитохромы, подобные цитохромам митохондриальных систем транспорта электронов, — это железо-(гем)содержащие белки, поглощающие свет примерно при 560 нм и потому окрашенные в красный цвет. (Общие свойства гемов и цитохромов были описаны в гл. 5.) Флавопротеиновый [c.345]

Эти механохимические процессы сводятся к превращению химической энергии в механическую работу. Имеется далеко идущее сходство АТФ-азной активности митохондриальных мембран и актом иозиновой сократительной системы скелетных мышц. Сходны их механохимические свойства — сокращение под действием АТФ. Можно было думать, что в мембранах митохондрий присутствуют сократительные белки, подобные актомнозину. Эта гипотеза была подтверждена — сократительный белок удалось выделить из митохондрий. Показано, что сократительные белки участвуют в митохондриальной механохимии, но оказалось, что здесь играет существенную роль и липид мембран — фосфатидилинозитол. [c.431]

Токсическое действие. Р. отличается высокой токсичностью для любых форм жиз-Бш, широким спектром и большим разнообразием клинических проявлений токсического действия в зависимости от свойств веществ, в виде которых металл поступает в организм (пары Р., неорганические и органические соединения), пути поступления и дозы. В основе механизма действия Р. лежит блокада биологически активных групп белковой молекулы (сульфгидрильных, аминных, карбоксильных и др.) и низкомолекулярных соединений с образованием обратимых комплексов с нуклеофильными лигандами. Установлено включение Р.(II) в молекулу транспортной РНК, играющей центральную роль в биосинтезе белков. В начальные сроки воздействия малых концентраций Р. имеет место значительный выброс гормонов надпочечников и активирование их синтеза. Отмечены фазовые изменения в содержании катехоламинов в надпочечниках. Наблюдается возрастание моноаминоксидазной активности митохондриальной фракции печени. Показано стимулирующее действие неорганических соединений Р. на развитие атеросклеротических явлений, но эта связь нерезко выражена. Пары Р. проявляют нейротоксичность, особенно страдают высшие отделы нервной системы. Вначале возбудимость коры больших полушарий повышается, затем возникает инертность корковых процессов. В дальнейшем развивается запредельное торможение. Неорганические соединения Р. обладают нейротоксичностыо. Имеются сведения о гонадотоксическом, змбриотоксиче-ском и тератогенном действии соединениях Р. [c.484]

Именно те свойства митохондрий, которые мы только что рассмотрели, послужили основой для разработки хемиосмотической гипотезы (рис. 17-19). Согласно этой гипотезе, функция переноса электронов, происходящего во внутренней митохондриальной мембране, заключается в том, чтобы откачивать ионы Н из матрикса митохондрии в наружную среду и таким путем создавать между двумя водными фазами, которые разделяет эта мембрана, градиент концентрации ионов Н с более кислым значением pH снаружи. Такой градиент, при котором концентрация ионов Н снаружи выше, чем внутри митохондрии, обладает потенциальной энергией (разд. 14.16). Хемиосмотическая гипотеза постулирует далее, что ионы Н , выведенные наружу за счет энергии переноса электронов, снова устремляются внутрь, в митохондриальный матрикс, через специальные каналы, или поры , для этих ионов в молекулах FoFi-АТРазы. В этом случае они перемещаются по градиенту концентрации и во время их перехода через молекулы АТРазы выделяется свободная энергия. Именно эта энергия и служит движущей силой для сопряженного синтеза АТР из ADP и фосфата. [c.531]

В большинстве ншвотных и растительных клеток содержится два фермента, способных окислять (+)-изоцитрат — вещество, весьма распространенное в природе. Один из них использует НАДФ, а другой — НАД. Долгое время полагали, что первый фермент, существенно более активный в гомогенатах клеток или экстрактах, и есть тот самый фермент, который непосредственно участвует в цикле лимонной кислоты. Правда, было одно смущающее обстоятельство, состоявшее в том, что основная ферментативная активность почти всегда оказывалась связанной с растворимой фракцией цитоплазмы, хотя уже в то время считалось общепринятым и отмечалось в качестве наиболее характерной особенности цикла, что все ферменты цикла локализованы в митохондриях. Положение прояснилось, когда было показано, что митохондриальные НАД-зависимые ферменты неустойчивы и обладают довольно своеобразными молекулярными и кинетическими характеристиками. Однако эти свойства были как раз такими, которых и следовало ожидать от фермента, выполняющего ключевую регуляторную роль в столь важном участке метаболизма, каким является цикл лимонной кислоты. Оказалось, что в присутствии АДФ фермент становится гораздо устойчивее. Более того, АДФ требуется ферменту для проявления полной активности при малых концентрациях субстрата. Это обусловлено резким влиянием АДФ на К, для изоцитрата. Таким образом, АДФ действует как аллостерический активатор. Существуют веские основания считать, что кроме АДФ фермент может акти- [c.353]

Изолированные и отмытые митохондрии преинкубировались в 0,25 М манните или в 0,125 М КС1, растворенными в 0,02 Трис-буфере с pH 7,4 на водяной бане при 30° в течение 15—60 мин. После этого митохондрии сохраняли свою микроскопическую структуру, хотя и подвергались набуханию, сохраняли способность к дыхательному ( юс рилированию и длительное время сохраняли свойство усиливать гликолиз. По окончании преинкубации митохондрии отделяли в центрифуге при 7500—10 ООО g в течение 10— 15 мин. и отбрасывали, а надосадочную жидкость (митохондриальная среда), свободную или почти свободную от митохондрий, использовали в опыте. Эту надосадочную жидкость добавляли к РФ в среде для гликолиза, и после инкубирования определяли образование лактата. В контроле определяли гликолиз РФ без добавления митохондриальной среды. При этом было установлено, что митохондриальная среда приобретает способность усиливать гликолиз. Как показали опыты на сердечных саркосомах, усиливающее действие было выражено тем больше, чем продолжительнее была пре-инкубация митохондрий (табл. 3). [c.110]

Трансаминазы содержатся как в митохондриях, так и в растворимой фракции ци-топлазмы-эукариотических клеток, причем митохондриальные и цитоплазматические формы ферментов различаются по физико-химическим свойствам. Обнаружены изоферменты трансаминаз. [c.132]

Все митохондриальные ферменты, о которых говорилось выше, локализованы в матриксе митохондрий, в межмембранном пространстве этой органеллы ферментов относительно мало. Однако здесь находится особый изофермент креатинкиназа (КФ 2.7.3.2), отличающийся по своим свойствам от цитоплазматической формы [4142]. В матриксе креатинкиназы нет. С другой стороны, пероксид-дисмутаза (КФ 1.15.1.1) присутствует во всех трех компартментах фермент, содержащийся в матриксе, отличается от межмембранной и цитоплазматической форм, не различающихся между собой и представляющих другой тип изофермента [4830]. [c.114]

Дрожжевой митохондриальный код характеризуется еще одним необычным свойством ни один из его структурных генов не использует триплетов семейства GN для кодирования аргинина в составе мито хондриальных белков. В то же время в трансляционном аппарате дрож- [c.97]

Однако в некоторых отношениях главные пути у р.асте-ний и животных все же различаются. Например, свойства цитохромов и флавопротеидов в растительных митохондриях несколько отличаются от свойств их в животных митохондриях. Более того, у растений наблюдаются дополнительные пути, значение которых в количественном отношении может цревосходить значение главного пути. Прежде всего митохондриальная дыхательная цепь растений имеет нечувствительный к цианиду ( И к СО) камп Онент [190]. Важность этого компонента варьирует у разных видов И тканей, а также сильно зависит от физиологических услов ий и развития. [c.217]

Митохондриальная транслирующая система тоже имеет общие черты с бактериальными белоксинтезирующими системами рибосомы митохондрий чувствительны к антибактериальным антибиотикам, синтез белка начинается с N-формилметионина. Однако есть и существенные различия. Самые поразительные из них выявляются при сопоставлении нуклеотидных последовательностей митохондриальных генов с аминокислотной последовательностью кодируемых ими белков. Например, триплет UGA, который служит в универсальном генетическом коде терминирующим кодоном, в митохондриях млекопитающих и дрожжей кодирует триптофан. Кроме того, отличаются значения нескольких других кодонов, причем здесь есть даже различия между кодами, действующими в митохондриях млекопитающих и дрожжей (табл. 9-4). Эти последние различия обусловлены особенностями митохондриальных тРНК, которые кодируются митохондриальным геномом и свойства которых мы подробнее рассмотрим позже. Почему генетический код в митохондриях отличен от кода бактерий и эукариот, пока не ясно. [c.58]

Метод моделирования и получения искусственных мембран основан на получении и исследовании моно- и бимолекулярных липидных слоев, везикул, липосом и протеолипосом. Сущ ествует два основных типа искусственных мембран классические плоские и сферические мембраны различного размера. Для получения искусственных мембран используют различные фосфатиды, нейтральные глицериды, смеси липидов биологического происхождения, добавляя к ним холестерин, а-токоферол и другие минорные добавки. Потенциальная ценность искусственных мембран для исследований зависит от возможности включения в них природных белков, в особенности тех, которые обладают транспортными свойствами. Липосомы, со-стоящ ие из белков и липидов, стали получать в 60-е гг. термин протеолипосомы был введен В. П. Скулачевым. В настоящее время разработан целый ряд методов приготовления различных типов липосом и протеолипосом, а также их стандартизации по размерам, структуре, гомогенности, стабильности и другим характеристикам. Липосомы используют для доставки в клетку лекарственных и химических соединений, стабилизации ферментов в инженерной энзимологии, введения в клеточные мембраны молекул зондов, модифицирующих и моделирующих их поверхность. Большой интерес для генной инженерии и медицины представляют работы по введению в клетки при помощи липосом нуклеиновых кислот и вирусов. В липосомы включают митохондриальные компоненты и изучают на таких модельных системах процессы генерации энергии в клетках. Ультра-тонкие искусственные мембранные структуры — полислои Лен-гмюра—Бложе (ПЛБ) — применяют для получения био- и иммуносенсоров. Создаются ПЛБ с иммобилизованными ферментами и компонентами иммунологических систем. При использовании смешанных липид-белковых пленок ПЛБ получают информацию о функционировании белков и о липид-белковых взаимодействиях в мембране. Результаты изучения физических характеристик, проводимости, проницаемости и других свойств искусственных липидных мембран имеют большое зна- [c.216]

По физико-химическим свойствам митохондрии представляют собой довольно плотные тельца. Электронно-микроскопические исследования показали, что митохондрии ограничены двумя мембранами (рис, 24). Наружный ее слой отделяет митохондрию от цитоплазмы, а внутренний — окружает внутреннюю камеру митохондрии, митохондриальный матрикс. Толщина слоев достигает 7 нм. Между ними имеется перимитохондриальное про- [c.50]

Необходимо отметить, что кроме сегрегирующего холестерин проявляет и другое важное влияние на структуру и физические свойства липидного бислоя. Встраивание холестерина в фосфолипидный бислой вызывает как нарушение квазикристал-лической упаковки цепей, так и уменьшение подвижности цепей. Эти эффекты холестерина называют, соответственно, разжижающим и конденсирующим . При температуре, превышающей точку фазового перехода фосфолипида, холестерин уменьшает подвижность углеводородных цепей. При добавлении холестерина площадь молекулы лецитина уменьшается с 0,96 до 0,56 нм . Вот почему высокое содержание холестерина характерно для миелина и плазматических мембран, тогда как внутриклеточные мембраны содержат его в небольших количествах. В плотных миелиновых мембранах фосфолипиды и холестерин содержатся в отношении 1 1, а в менее плотных митохондриальных мембранах это отношение равно 3 1 или 8 1. Этот уплотняющий эффект холестерина максимален в районе цен-фального участка жирнокислотных радикалов и ослабевает в направлении концевых метильных фупп. При температуре ниже точки фазового перехода фосфолипидов холестерин разжижает углеводородную область бислоя. [c.107]

Интересная особенность отмечена при изучении распределения фермента между компартментами клетки в отличие от ряда других тканей в мозге основная часть (до 80%) гексокиназы сосредоточена не в цитоплазме, а в митохондриях. В связывании фермента с внешней митохондриальной мембраной участвует специфический белок, детальные исследования свойств которого указывают на идентичность его с белком, формирующим поры. На прочность взаимодействия гексокиназы с мембранным белком оказывает влияние фосфолипидный компонент мембраны (наиболее активным оказался дифосфоинози-тид). Причины такого своеобразного внутриклеточного распределения гексокиназы в мозге пока не совсем ясны, но имеются предположения, что такая локализация обеспечивает более быстрое и эффективное фосфорилирование глюкозы за счет АТФ, синтезированного в митохондриях. [c.154]

Мембраны митохондрий, так же как и лизосом, весьма неустойчивы к действию охлаждения и особенно замораживания. Это происходит потому, что свойства липидов митохондриальных мембран отличаются от свойств липидов в других мембра- [c.27]

Вакуолярная мембрана (тонопласт) содержит систему АТФ-зависимого переноса Са2+. Так как этот перенос через мембрану активируют и ингибируют те же соединения, что и воздействующие на активность Н-АТФазы тонопластов, сделан вывод, что за этот перенос отвечает не Са-АТФаза, а Н+/Са +-обменник (К. ЗсЬитакег, Н. 5ге, 1986). Движущей силой переноса Са +, равно как и других веществ, через тонопласт в этом случае является градиент водородных ионов. Н-АТФаза тоно-пласта по ряду свойств отличается как от Т -АТФаз (митохондриального типа), так и от Р-АТФаз эндоплазматического ретикулума и плазмалеммы. АТФаза тонопласта не ингибируется ванадатом и азидом и блокируется КНОз и К5СЫ. В ее состав [c.107]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология