Денатурация в мембранах

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]

Наблюдения Холта и Вента [269] наводят на мысль о том, что кремнеземные частицы размером меньше 5 нм и, следовательно, безвредные могут стать токсичными в биологической системе за счет какого-либо типа полимеризации, стимулируемой внутри данной системы. Авторы наблюдали, что полимеризация кремнеземных частиц может иметь место, когда монослой белка (инсулина), находящийся на поверхности жидкости — очень разбавленного золя кремневой кислоты,— поглощает кремнезем из раствора, и при последующем сжатии пленки частицы кремнезема тесно сближаются. Такая полимеризация протекает наиболее быстро в области pH 5,4—6,1, т. е. как раз при тех значениях pH, когда идет наиболее быстро процесс гелеобразования кремнеземных золей. Это означает, что, хотя поликремневая кислота, состоящая из частиц размером меньше 5 нм, может быть безвредной в биологической системе, частицы тем не менее способны объединиться вместе в большие агрегаты благодаря отмеченному выше механизму, особенно в том случае, когда биологические мембраны могут сжиматься. Образовавшиеся большие агрегаты могут затем становиться активными по отношению к денатурации белка. [c.1059]

Первые исследования по обессоливанию сыворотки были проведены в Голландии сразу же после второй мировой войны. В то время источники пищи в Европе были ограничены и предполагалось, что широкое использование сыворотки в качестве пищевого продукта поможет восполнить их нехватку. Сначала было показано, что сыворотку можно частично деминерализовать с применением фиксированного слоя ионообменного материала, однако осуществление такой технологии встретило много препятствий. Существовало мало пригодных для этой цели видов ионообменников, отличающихся от природных ионообменников - песка из зеленокаменных пород, кремнистых материалов. Кроме того, даже при тщательно регулируемых условиях деионизация сыворотки могла привести к резкому смещению pH, что могло вызвать денатурацию протеинов, и в результате к значительному засорению ионообменных смол. Ко времени проведения первых работ еще не существовало подходящих ионообменников, изготовленных в форме мембран. Поэтому были предприняты усилия создать пригодные мембраны, а также разработать соответствующий процесс. [c.66]

К измерению осмотического давления прибегают при исследовании молекул, имеющих молекулярный вес в пределах 10 —10 . Более мелкие молекулы в большинстве случаев проникают через мембраны, а для более крупных эффект изменения осмотического давления настолько мал, что уже не обеспечивает достаточной точности расчетов. С появлением новых тонкопористых мембран стало возможным проводить работу с очень малыми молекулами. Опыт обычно занимает несколько часов. Следует стремиться к возможно более быстрому достижению равновесия, чтобы избежать денатурации и бактериального загрязнения. Чем больше отношение площади поверхности мембраны к поперечному сечению капилляра, тем быстрее устанавливается равновесие. Капилляр удобно дополнять органической жидкостью, например н-деканом (плотность 0,73 г/мл), так как в этом случае высота столба получается выше, чем при дополнении водой. Созданы также динамические осмометры, в том числе проточные. [c.144]

Ортоборную кислоту применяют в качестве антисептического средства. Высокая растворимость борной кислоты в липидах обеспечивает быстрое проникновение ее в клетки через липидные мембраны. В результате происходит свертывание белков (денатурация) цитоплазмы микроорганизмов и их гибель. [c.312]

Электрофорез широко используется в клинической медицине для изучения сывороточных белков, а также находит обширное применение в биомедицинских исследованиях. Из-за конвекционных потоков при проведении электрофореза необходимо пользоваться твердой подложкой это привело к использованию большого числа таких подложек, как целлюлозная бумага, крахмальный и акриламидный гели. Полимерные мембраны, подобные тем, что были разработаны для мембранной фильтрации, обладают, как оказалось, ценными свойствами для электрофореза белков. Они позволяют использовать более высокое напряжение, чем целлюлозная бумага, что приводит к более быстрому разделению белков. Поскольку белки подвержены тепловой денатурации, быстрое проведение электрофореза уменьшает трудности, связанные с изменениями белков в ходе этого процесса. [c.325]

Выделение. Одии из первых этапов выделения Б,-получение соответствующих органелл (рибосом, митохондрий, ядер, цитоплазматич. мембраны) с помощью дифференциального центрифугирования. Далее Ь переводят в растворимое состояние путем экстракции буферными р-рами солей и детергентов, иногда-неполярными р-рителями. Затем применяют фракционное осаждение неорг. солями [обычно (N 14)2804], этанолом, ацетоном или путем изменения pH, ионной силы, т-ры. Для предотвращения денатурации работу проводят при пониж. т-ре (ок. 4°С) с целью исключения протеолиза используют ингибиторы протеаз, нек-рые Б. стабилизируют полиоламн, иапр. глицерином. Дальнейшую очистку проводят по схемам, специально разработанным для отдельных Б. илн группы гомологичных Б. Наиб, распространенные методы разделения-гель-про-никающая хроматография, ионообменная и адсорбц. хроматография эффективные методы-жидкостная хроматография высокого разрешения и аффинная хроматография. [c.250]

Как и электродиализ, электроультрафильтрование сопровождается нежелательным эффектом Бете — Торопова (см. выше). Этот эффект может способствовать денатурации белков на поверхности мембраны. [c.204]

Однако, было обнаружено, что большинство биокатализаторов (биомасса микроорганизмов, собранная с поверхности агари-зованпой среды) вообще не работает в этих условиях. Это согласуется с имеющимся в летературе представлением о том, что окислительно-восстановительные биотрансформации редко реализуются в органических растворителях из-за способности последних растворять цитоплазматические мембраны клеток, а также вызывать денатурацию самих ферментов. [c.64]

В культурах фагосом ПВПО вызывал задержку или предотвращал выделение токсичных лизосомных ферментов, которые выделялись при добавлении кремнеземного пылевидного препарата [355]. Очевидно, ПВПО проникал в клетку и здесь соединялся с кремнеземом (по всей вероятности, образовывал покрытие на кремнеземной частице) и тем самым препятствовал адсорбции и последующей денатурации белков. Таким образом, лизосомные мембраны оставались неповрежденными, и не выделялись ферменты, способные умертвить макрофаг изнутри. [c.1082]

Помимо исследования специфического взаимодействия белковых и липидных компонент мембраны, проявляющегося в процессах рецепции, метод спинового зонда используется и для изучения достаточно общих закономерностей липид-белковых взаимодействий. Так, в целом ряде работ (см., например, [ИЗ, 187]) показано, что присутствие белков в липиде приводит к снижению интенсивности вращения гидрофобных зондов, т. е. к повышению жесткости липидных слоев. Именно благодаря влиянию белков на состояние липидных областей мембран жирорастворимые зонды позволяют следить за состоянием белковых компонент мембраны. Так, в работе [1881 при исследовании температурной зависимости подвижности зонда СП (5, 10) в мембранах саркоплазматического ретикулума и в работах [189] при исследовании температурной зависимости подвижности зонда АХП(14) в мембранах бактерий Mi ro o us lysodeikti us, наряду с обычными структурными переходами в липидных областях мембраны, обусловленных самими липидами, обнаружены структурные переходы в липидных областях мембраны, которые исчезали при тепловой денатурации мембранных белков, что свидетельствует об индукции этих переходов конформационными превращениями мембранных белков. [c.181]

Ранее для диализа употреблялись мембраны, приготовленные из кишок, пергамента или коллодия. Недостаток животных мембран заключается в их неоднородности недочетом же пергаментной бумаги и коллодия является высокое содержание эфирносвязанных кислотных групп (серной и азотной кислот), которые вызывают денатурацию многих белков при адсорбции на этих мембранах. Наилучшим материалом для диализаторов может в настоящее время служить целлофан, приготовляемый из целлюлозы. Единственное отрицательное свойство целлофана — это малая величина его пор в силу этой особенности скорость диффузии через целлофан очень мала. Увеличение продолжительности диализа нежелательно, так как оно усиливает опасность бактериальной инфекции. Чтобы избежать этой опасности, следует проводить диализ в рефрижераторе. Диаметр пор целлофана можно увеличить, обрабатывая мембраны водными растворами хлористого цинка. Выпуск в продажу подобных целлофановых мембран с повышенной проницаемостью значительно облегчил бы лабораторную работу. При проведении опытов небольшого масштаба самым подходящим материалом для получения мембран для диализаторов являются целлофановые трубки, из которых можно легко приготовить диализаторы самых различных размеров в виде мешочков. Продолжительность диализа можно сократить примерно на 25%, если перемешивать жидкость, омывающую мембрану диализатора. Дальнейшее увеличение скорости диффузии электролитов достигается применением электродиализа при этом, однако, во избежание денатурации диализуемого белка, надо следить, чтобы вблизи поверхности мембран, отделяющих белковый раствор от анодной и катодной жидкостей, не создавалась резко кислая или резко щелочная реакция. [c.11]

Предел жизнеспособности организма определяется наличием жидкой воды. Клетки некоторых микроорганизмов остаются жизнеспособными при минусовых температурах, если к воде добавить антифриз. Так как местообитаний, где создаются экстремально низкотемпературные условия не так много, большинство организмов имеет низший температурный предел О °С. Существовать же (переживать) микроорганизмы могут и при -196 °С (и даже при -273 °С). Поэтому таким глубоким замораживанием часто пользуются для хранения культур под жидким азотом или в лио-филизированном состоянии. Нижние пределы роста по температуре ограничены температурой застывания мембраны, когда она теряет свои функции, а верхние — тепловой денатурацией жизненно важных молекул. [c.91]

С учетом того что процесс нелинейной деполяризации возбудимой мембраны начинался в области физиологически умеренных температур и при весьма незначительном охлаждении, круг предполагаемых причин столь резкого уменьшения активности электрогенного насоса мог быть значительно сужен. В частности, в этих условиях не представлялись вероятными существенное лимитирование скорости биохимических реакций, идущих с образованием АТФ 1319], и разупорядочивание, денатурация белковой структуры электрогенного насоса 1116, 1181. В то же время известно, что при 18—20° имеет место структурная перестройка в липидной области плазматических мембран животного происхождения, протекающая, как полагают, по типу обратимого фазового перехода жидкий кристалл—квазикристалл и затрагивающая скорее всего отдельные группы доменов [ИЗ, 315, 311, 445]. [c.165]

Дальнейшая работа с мембранными белками - изучение их функций, механизмов действия и пространственных структур, однако, натолкнулась на большие трудности. Оказалось, что высвобождение белковых молекул из мембраны часто сопровождается необратимой денатурацией их нативных структур и, следовательно, потерей активности. В редких благоприятных случаях при солюбилизации белков в мягких условиях и при низких концентрациях функциональные свойства не пропадают, что указывает на сохранение, по крайней мере частичное, нативных конформаций. Наиболее детальная информация о белках и липидном бислое получена при изучении плазматической мембраны эритроцитов человека, содержащих гемоглобин -немембранный белок, представленный в этих клетках в наибольшем количестве [237]. Удобство данного объекта обусловлено тем, что мембраны эритроцитов, называемые "тенями", являются единственными в Клетке и их легко выделить в чистом виде с разрывом и без разрыва и даже получить вывернутыми наизнанку. При изучении теней эритроцитов впервые удалось установить, что некоторые мембранные белки пронизывают насквозь мембранный бислой, а внешняя и внутренняя стороны мембраны являются асимметричными [238]. Исследования белков плазматической мембраны эритроцитов человека [c.57]

К первому типу относятся такие явления, как 1) чрезмерное осмотическое обезвоживание клеток, в результате которого уве-ллчивается концентрация внутриклеточных веществ, приводящая к высаливанию и необратимой денатурации растворимых белков или к повреждению мембранных структур из-за потери обеспечивающей их нормальное состояние доли воды 2) разрушение клетки за счет контакта с омывающей кристаллы льда средсгй., концентрация растворенных веществ в которой из-за превраще -ния части растворителя в лед непрерывно увеличивается вплоть до эвтектической области 3) резкое изменение кислотности иг ионной силы растворов вне и внутри клеток в процессе замораживания 4) повреждение клеточной мембраны вследствие до<-стижения клеткой минимального объема. [c.57]

Под действием повреждающих агентов,. достигших пороговой силы, в клетках происходит изменение нативной (прижизненной) структуры белков — денатурация. В зависимости от силы и времени действия агента денатурация может быть обратимой и необратимой. Независимо от природы агента при повреждении в клетке возникает комплекс неспецифическнх ответных реакций уменьшение степени дисперсности цитоплазмы (помутнение) повышение вязкости увеличение проницаемости мембраны (выход веществ из клетки) повышение сродства к красителям у цитоплазмы и ядра смещение рИ среды в кислую сторону уменьшение мембранного потенциала. Каждый из этих показателей может слу- кить критерием при устаповлен11н повреждения клетки и использоваться для диагностики ее устойчивости к неблагоприятным условиям среды. [c.5]

Мочевая система в связи с большой ролью в выведении ЛС из организма также часто подвержена их побочным действиям. В интерстиции и лимфатических пространствах почек концентрация многих ЛС превышает их содержание в плазме крови. Интенсивное кровообращение и участие почек в биотрансформации ЛС также создают условия для продолжительного контакта ЛС или его метаболитов с тканями почек. Нередко причиной поражения нефрона бывает нарушенный иммунный ответ (замедленный тип), что приводит к денатурации белковых структур нефрона, главным образом базальной мембраны. Ряд ЛС (аминогликозиды, цефалоспорины, цитостатики) — активные ингибиторы сложных ферментных систем в почках, способные привести к тяжёлым необратимым расстройствам их функций. В некоторых случаях имеет значение отложение ЛС и их метаболитов в структурах нефрона (чаще всего в базальной мембране), мезангии и интерстиции, вокруг сосудов. Отложения ЛС в лоханках могут привести к лекарственной нефропатии, например сульфаниламидной почке. Лекарственные нефропатии наиболее часто наблюдают при использовании препаратов ртути, золота, сульфаниламидов, антибиотиков, НПВС. Клинические проявления большинства лекарственных нефропатий аналогичны таковым при некоторых заболеваниях почек. Наиболее часто нефропатии классифицируют по их преимущественной локализации в клубочках, канальцево-интерстициальных структурах. [c.42]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология