Полярная мембрана определение Полярные молекулы, определение

Поскольку внутренняя часть липидного бислоя гидрофобна, он представляет собой практически непроницаемый барьер для большинства полярных молекул. Благодаря такому барьеру предотвращается утечка водорастворимого содержимого клеток. Однако из-за наличия подобного барьера клетки оказались вынужденными создать специальные пути для переноса водорастворимых молекул через свои мембраны. Клетки должны получать необходимые питательные вещества и выделять вредные продукты метаболизма. Кроме того, клеткам надо регулировать внутриклеточные концентрации ионов, что подразумевает возможность транспорта определенных ионов в клетку или из клетки. Перенос малых водорастворимых молекул через липидный бислой осуществляется с помощью особых трансмембранных белков, каждый из которых отвечает за транспортировку определенной молекулы или фуппы родственных молекул. В клетках существуют также способы пфеноса через плазматические мембраны макромолекул, таких, как белки, и даже крупных частиц. Однако соответствующие механизмы сильно отличаются от механизмов транспорта малых молекул и потому будут обсуждаться в другом разделе (см. разд. 6.5). [c.379]

Важными компонентами многих распознающих или рецепторных участков мембраны животных клеток служат, по-видимому, ганглиозиды. Содержание ганглиозидов по сравнению с другими мембранными липидами очень невелико, но, видимо, они могут концентрироваться в определенных участках. Большое разнообразие ганглиозидов, каждый из которых несет свою олигосахаридную голову, позволило предположить, что ганглиозиды наряду с гликопротеинами формируют на поверхности клеток специфические мозаичные структуры, выполняющие роль рецепторных участков. Отрицательно заряженные полярные группы (головы) ганглиозидов могут служить рецепторами, т.е. выступающими на поверхности клетки антеннами, распознающими молекулы определенных сигнальных веществ, в частности гормонов. [c.350]

На основании полученных результатов можно предполагать, что мембраны из расплавов жирных кислот состоят из беспорядочно ориентированных сросшихся кристаллитов. Отдельные пластинчатые кристаллиты построены из молекулярных слоев, в которых карбоксильные группы направлены навстречу друг другу, а углеводородные цепи наклонены к плоскости расположения полярных групп под определенным углом, характерным для С-формы. Мембраны из расплавов солей состоят из отдельных кристаллических областей, окруженных аморфным веществом. В аморфной области молекулы обладают только ближним порядком в расположении углеводородных цепей по отношению друг к другу. [c.12]

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]

На рисунках и схемах цепи фосфолипидов в бислое, как правило, представляют скошенными относительно перпендикулярной оси мембраны. Угол наклона цепей определяется природой полярной головы молекулы наклон возникает в том случае, если объем гидратированной головы молекулы больше площади сечения ее хвостовой части. В случае, когда эти величины равны (например, для фосфатидилэтаноламина), скоса практически не наблюдается. Таким образом, угол наклона молекул фосфолипидов в мембране определяется природой фосфолипида и может служить критерием отбора при образовании кластеров в бислое. Наличие перечисленных особенностей обеспечивает определенную рыхлость упа- [c.32]

Значит ли это, что характер пограничного слоя липидов вообще не влияет на функцию мембранных белков Хотя пограничные липиды и обмениваются с липидами всей мембраны, обмен осуществляется между липидами, имеющими определенную структуру полярной головы, длину жирнокислотного хвоста и характер его насыщенности. В каждый момент времени вокруг белка находятся специфические липиды, которые способны к тесному взаимодействию с белковой молекулой. Таким образом, аннулярный [c.43]

Эффективность действия синтетических и природных ПАВ на процесс кристаллизации твердых углеводородов, в значительной степени связанная с полярностью молекул этих веществ, количественно оценивается величиной дипольного момента. Промышленные присадки, с помощью которых можно управлять процессом кристаллизации при выделении твердых углеводородов из нефтяных дисперсий, представляют собой раствор активного вещества в нефтяном масле. Для определения дипольных моментов молекул присадок были выделены [199] активные части путем диализа с использованием тонкой резиновой мембраны по методике, предложенной в работах [200, 201], обеспечивающей достаточно высокую степень отделения присадки от масла без существенной потери самой присадки. В ИК-спектрах активной части как алкилфе-нольных, так и алкилсалицилатных присадок (рис. 3.2) имеются полосы с частотами поглощения 2980, 2870, 1460, 1380 и 730 см Они указывают на присутствие в молекулах присадок метильных и метиленовых групп, причем полоса поглощения с частотой 730 см " позволяет установить наличие в молекулах группировок —( Hj) —(п > 4). Содержание в молекулах присадок 1, 2, 4-замещенных ароматических колец подтверждает наличие полос поглощения с частотами 1600-1500, 1125-1000 и 870-830 см Широкие полосы в области s 3440 см указывают на присутствие межмолекулярно связанных гидроксильных групп, а полоса поглощения с частотой х 3610 см относящаяся к несвязанным ОН-группам, характерна для фенолов. [c.100]

Клеточные мембраны, так же как и искусственные липидные бислои, способны пропускать воду и неполярные молекулы за счет простой физической диффузии. Олнако клеточные мембраны пропинаемы и для различных полярных молекул, таких, как сахара, аминокислоты, нуклеотиды и многие другие метаболиты, которые проходят через синтетические бислои чрезвычайно медленно. За перенос подобных растворенных веществ через клеточные мембраны ответственны специфические белки, называемые мембранными транспортными белками. Они обнаруживаются во всех типах биологических мембран и могут сильно отличаться друг от друга. Каждый конкретный белок предназначен для определенного класса молекул (например, неорганических ионов, Сахаров или аминокислот), а нередко лищь какой-то разновидности молекул из этих классов. Специфичность транспортных белков была впервые показана, когда обнаружилось, что мутации в олном-единственном гене приводят к исчезновению у бактерий способности гранспортировать определенные сахара через плазматическую мембрану. Аналогичные мутации теперь известны и у людей, страдающих различными наследственными болезнями, при которых нарушается транспорт тех или иных веществ в почках или кишечнике. Например, у индивидуумов с наследственной болезнью цистинурией отсутствует способность транспортировать определенные аминокислоты (включая цистин - связанный дисульфидной связью димер цистеина) из мочи или кишечника в кровь. В результате происходит накопление цистина в моче, что приводит к образованию цистиновых камней в почках. [c.381]

Согласно полученным в последнее время данным, мембранные структуры клеток служат важной критической мишенью при действии оптического излучения — как УФ-, так и видимого диапазонов. Мембраны выполняют в клетке в первую очередь барьерную функцию, основанную на их низкой проницаемости для полярных молекул и ионов. Оптическое излучение при определенных дозах вызывает увеличение проницаемости мембран для различных веществ, и прежде всего для ионов. Фотоиндуцированное изменение ионной проницаемости клеточных мембран обнаружено у самых разнообразных биологических объектов — от микроорганизмов до клеток растительных и животных организмов. [c.452]

Противоречивые данные получены также при исследовании избирательности связывания белков с различными фосфолипидами. Так, селективность взаимодействия фосфолипидов, несущих определенные полярные группы, была выявлена для родопсина, На+, К -АТФазы из 8диа1из a antus, цитохром-с-оксидазы, Са +-АТФазы. Вместе с тем многочисленные эксперименты по реактивации выделенных мембранных ферментов путем добавления экзогенных липидов и детергентов показали, что в большинстве случаев не существует специфических белок-липидных взаимодействий, обеспечивающих ферментативную активность разные типы липидов могут одинаково влиять на функционирование мембраносвязанных белков. Несмотря на то, что взаимодействие липидов с интегральными белками носит в основном гидрофобный характер, электростатические силы связывания заряженной гидрофильной части белковой молекулы и полярных групп окружающих липидов могут существенно влиять на характер липидного микроокружения белка. Кроме того, для активирующего действия липидов по отношению к некоторым мембранным ферментам важны такие факторы, как степень подвижности ацильных цепей и способность липидов образовывать мицеллы. По-видимому, сродство разных липидных молекул к белкам мембраны определяется не спецификой белков, а спецификой липидных молекул. [c.60]

Рис. 21-19. Молекулы различных полярных липвдов после завершения их синтеза встраиваются в липидный бислой клеточных мембран в определенных соотношениях. Основная масса полярных липидов встраивается в бислой мембран эндоплазматического ретикулума. Эти липиды поступают затем последовательно в мембраны аппарата Гольджи, секреторные пузырьки и плазматическую мембрану. При помощи специфических белков липиды эндоплазматического ретикулума переносятся через цитозоль и встраиваются в митохондриальные мембраны. Путь мембранных липидов показан красным цветом.

Физические и химические свойства белков, Р-ры Б. обладают рядом свойств, характерных для лиофильных коллоидных р-ров. Частицы Б. не проходят через полупроницаемые мембраны, что используется для их очистки от низко-молекулярных соединений диализом. Наличие на поверхности частиц Б. многочисленных полярных групп обусловливает их значительную гидратацию. Так, количество гидратационной воды, связанной с альбуминами и глобулинами, составляет 0,2—0,6 г на 1 г сухого веса Б. В определенных условиях Б. образуют гели (студни). Во многих случаях Б. удается получить в кристаллич. виде. Б. в р-рах седимен-тируют в ультрацентрифугах при ускорении порядка 200 000 константы седиментации (s) Б. находятся в пределах от l-10 i до lOO-lO i сек. Коэфф. диффузии Б. О,МО —10-10 см /сек средний удельный объем 0,75 см г. Эти физико-химич, характеристики используются для определения мол. веса Б., а также степени асимметрии их молекул е/а, где в и а — продольная и поперечная полуоси гидродинамически эквивалентного эллипсоида, приближенно принимаемого за форму молекулы Б. Мол. вес Б. — от 5000 до нескольких миллионов, в/а — от 1 до 200. Для определения мол. весов и размеров молекул Б. широко применяется метод светорассеяния. Мол. веса могут быт1> определены также методом осмометрии, методом исследования монослоев на поверхности жидкой среды. Размеры молекул Б. определяются методом двойного лучепреломления в потоке, измерением коэфф. вращательной диффузии. Макромолекулы некоторых Б. наблюдались в электронном микроскопе. Для изучения структуры Б. широко применяется метод рентгеноструктурного анализа и электронографии. [c.193]

Информационные зоны . Остатки жирных кислот (Кь Кг— К/, Кв), часть из которых связана непосредственно с асимметрическим атомом углерода (отмечен на схеме звездочкой), ориентированы в сторону белков. Эти остатки образуют в фосфолипидах простые эфирные, винильноэфирные, сложноэфирные, пептидные связи. Кроме того, в этой же области располагаются С—ОН-группы сфингозина и 2-оксикислот. Исходя из принятой ориентации, наша модель предполагает узнавание определенных связей в липиде различными полярными группами белка. Информация, заложенная в третичной структуре белка, будет определять тип связываемого липида, поэтому образующаяся в этой области зона ССИВС названа нами информационной [7]. На рис. 10, а, иллюстрирующего один из возможных вариантов липид-белкового взаимодействия, видно, что расстояние между соседними молекулами фосфолипидов допускает присоединение комплементарного фосфолипида с образованием непрерывных энергетических зон (рис. 10,6). Это свидетельствует в пользу допустимости подобных взаимодействий в реальной структуре биомембран. Однако мы не исключаем также возможности образования комплекса фосфолипида непосредственно с полипептидной цепью, свернутой в виде -спирали н ориентированной перпендикулярно плоскости мембраны, как предполагает Кеннеди [36]. Размер такой р-спирали может быть согласован с положением двойных связей в жирных кислотах фосфолипидов. Таким образом, данная модель предполагает комплементарность компонентов мембран, стабилизируемую как образованием зон ССИВС, так и ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями неполярных частей белков и липидов. [c.156]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология