Динамическое состояние липидов

Динамическое состояние липидов в бислое [c.32]

Обмен белков занимает особое место в многообразных превращениях веществ, характерных для всех живых организмов. Выполняя ряд уникальных функций, свойственных живой материи, белки определяют не только микро- и макроструктуру отдельных субклеточных образований, специфику организации клеток, органов и целостного организма (пластическая функция), но и в значительной степени динамическое состояние между организмом и окружающей его средой. Белковый обмен строго специфичен, направлен и настроен, обеспечивая непрерывность воспроизводства и обновления белков организма. В течение всей жизнедеятельности в организме постоянно и с высокой скоростью совершаются два противоположных процесса распад, расщепление органических макромолекул и надмолекулярных структур и синтез этих соединений. Эти процессы обеспечивают катаболические реакции и создание сложной структурной организации живого из хаоса веществ окружающей среды, причем ведущую роль в последнем случае играют именно белки. Все остальные виды обмена подчинены этой глобальной задаче живого—самовоспроизведению себе подобных путем программированного синтеза специфических белков. Для осуществления этого используются энергия обмена углеводов и липидов, строительный материал в виде углеродных остатков аминокислот, промежуточных продуктов метаболизма углеводов и др. [c.409]

В разделе II — Обмен веществ и энергии (главы 10—15) — рассматриваются вопросы динамического состояния веществ в организмах (основы биоэнергетики, процессы переноса наследственной информации, обмен основных групп биомолекул — аминокислот, белков, углеводов, липидов, минеральных солей и воды). [c.16]

Особенности химического строения и физико-химических свойств ЛИПИДОВ и их биологически важных производных рассматривались в главе 7. Настоящая глава содержит общие сведения о молекулярных основах метаболизма липидов, т. е. их динамического состояния в организмах. [c.425]

При переходе от молекулярных систем к надмолекулярным структурам живых клеток и организмов мы встречаемся со специфическими проблемами физики конденсированных сред. Биологические мембраны, сократительные системы, любые клеточные структуры имеют высоко специализированное гетерогенное строение. Во всех функциональных надмолекулярных структурах определяющую роль играют белки, взаимодействующие с другими органическими молекулами (например, с липидами в мембранах) и с различными ионами, начиная с малых ионов щелочных и щелочноземельных металлов. В гетерогенных надмолекулярных системах реализуется специальное динамическое поведение, ответственное в конечном счете за важнейшие явления жизнедеятельности. Это поведение определяется особым состоянием биологических надмолекулярных систем. Мембраны имеют жидкое или жидкокристаллическое строение, белки плавают в липидном море . Сократительные белковые системы, ответственные за превращение химической энергии (запасенной преимущественно в АТФ) в механическую работу, т. е. системы механохимические, построены из различных фибриллярных белков, взаимодействующих друг с другом. Естественно, что внутримолекулярная и молекулярная подвижность, т. е. конформацион-ные движения, играют главную роль в динамике надмолекулярных структур. В конечном счете электронно-конформационные или ионно-конформационные взаимодействия лежат в основе всей клеточной динамики. [c.611]

Все полярные липиды в мембранах постоянно обновляются в процессе метаболизма при нормальных условиях в клетке устанавливается динамическое стационарное состояние, при котором скорость синтеза липидов равна скорости их распада. Расщепление липидов катализируется гидролитическими ферментами, способными расщеплять строго определенные ковалентные связи. Например, расщепление фосфатидилхолина, главного мембранного липида, происходит при помощи нескольких разных фосфолипаз. Способ их действия показан на рис. 21-20. [c.642]

Когда наши потребности в энергии балансируются потребляемой на.ми пищей, количество жира в организме остается довольно постоянным. Это не означает, однако, что депонированный жир просто покоится в инертном состоянии. Постоянно происходит обновление молекул жирового депо. Вновь прибывающие молекулы занимают места ушедших молекул. Состояние динамического равновесия сохраняется и в том случае, если организм получает не больше жиров, чем это ему необходимо для покрытия энергетических затрат. Так как непосредственного выделения избытков липидов не происходит и так как в организме липиды могут синтезироваться из глюкозы, то слишком обильное питание при небольшой физической нагрузке приводит к ожирению. (Лишь очень небольшой процент тучных людей имеет гормональные нарушения.) Правильный режим питания — необходимое условие-понижения веса. [c.393]

Ниже приводятся данные, касающиеся динамического состояния белковых ве1цестп, составляющих основу протоплазмы клеток, нуклеиновых кислот, а также липидов и углеводов, играющих важную роль в энергетических и иных процессах. [c.573]

Состав и структурно-функциональная организация молекулярных компонентов биомембран. Классификация, состав, структура, физико-химические и динамические свойства, фукции мембранных липидов. Особенности липидного состава мембран клеток прокариот, эукариот и вирусов. Лиотропный и термотропный мезоморфизм липидов биомембран. Кинки, механизм их образования. Динамическая модель липидного бислоя. Структурная асимметрия липидов. Фазовые переходы липидов в мембране. Связь между фазовым состоянием липидов и функцией мембран. [c.282]

Мембранология — современная, стремительно развивающаяся междисциплинарная область естественных наук, находящаяся на стыке биофизики, биохимии, молекулярной биологии, иммунологии, физиологии, генетики, физической и коллоидной химии и др. Она изучает состав, структуру, свойства, функции, локализацию компонентов биологических мембран, их молекулярную и динамическую организацию, особенности межмоле-кулярных взаимодействий и фазовые переходы липидов и белков в мембране, транспорт веществ через мембраны, участие биомембран в осуществлении и регулировании метаболических процессов в клетке, механизмы действия различных физико-химических факторов на мембранные системы и другие вопросы, связанные с исследованием состояния компонентов биомембран и отдельных клеток. [c.7]

Необходимо подчеркнуть, что для интегральных белков мембран, по-видимому, характерно формирование иммобилизованного кольца (аннулы) пограничных липидов с нарушенной упаковкой ацильных цепей, контактирующих с гидрофобной частью молекулы белка. Однако комплекс белка с пограничным липидом представляет собой динамическое образование, время существования которого исчисляется микросекундами. Липидное кольцо является более твердым по сравнению с остальной частью бислоя, если последний находится в жидком состоянии, но более жидкое , если бислой находится в гелеобразном состоянии. По всей вероятности, состав и фазовое состояние (а именно жидкокристаллическое) липидов аннулы важны, прежде всего, для функционирования мембранных белков-ферментов. [c.62]

Согласно криофрактографическим данным в нативных мембранах, содержащих смешанные липидные бислои в состоянии геля, при низких температурах содержатся домены, которые достигают нескольких микрометров в диаметре в определенных участках бислоя их может быть до нескольких сотен. Состав, размер таких доменов и время их релаксации зависят от природы липидов, скорости охлаждения и конечной температуры замораживания мембран. Следовательно, при температурах, когда липиды переходят из жидкого состояния в твердое, в мембране сосуществуют твердые и жидкие зоны, в результате чего в бислое образуются разнородные кластеры липидов. Эти кластеры представляют собой короткоживущие динамические образования соседних липидных молекул, характеризующиеся координированным движением. Молекулярная плотность внутри кластера выше, чем в менее организованных областях, причем внутренняя вращательная свобода молекул в кластере ограничена. Методом ЯМР-спектроскопии и криофрактографии показано, что в бислоях дио-леиллецитина при +30 С кластеры отсутствуют, однако охлаждение приводит к их появлению в количестве 50% при 2°С при —22°С этот липид переходит в состояние геля. [c.21]

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]

Согласно современным воззрениям липидный компонент биомембран представляет собой не консервативный матрикс для интегральных и периферических белков, а динамическую структуру, в которой постоянно происходят фазовые переходы, связанные, в частности, с формированием кластеров липидных молекул. В процессе кластеризации кислых фосфолипидов и ганглиозидов активно участвуют ионы кальция. Предполагают, что ганглиозиды, представляющие собой амфифильные липиды, играют определенную роль в восприятии и передаче сигнала через плазматическую мембрану клетки. Переход молекул ганглиозидов в кластеризированное состояние зависит от их концентрации в мембране и существенно ускоряется в присутствии физиологических концентраций и Mg +, но не одновалентных катионов. Считают, что кластеризующее действие обусловлено сдвигом равновесия при обратимой ассоциации кластеров за счет снижения сил электростатического отталкивания между молекулами сахаров, выступающих из мембраны (О. Теиатап11, М. Маззегш , 1987). Таким образом, Са + играет роль агента, исшивающего индивидуальные липиды в мембране. [c.17]

В монофафии рассматриваются структура и механизм действия гемсо-держащих белков, а также топография их активных центров. Показано участие гемина в каталитическом процессе гемсодержащих белков. Приводятся данные по строению и механизму действия пероксидазы в реакциях оксидазного и пероксидазного окисления субстратов. Показана функциональная роль фермента в биологических системах, а также возможности его использования в аналитических исследованиях. Приводятся результаты исследований авторов, раскрывающие особенности протекания перокси-дазных реакций с участием медленно и быстро окисляемых субстратов, а также роль индолил-З-уксусной кислоты в этих реакциях.Обсуждаются механизмы пероксидазных реакций индивидуального и совместного окисления фенотиазинов и влияние строфантина О на кинетику их окисления. Установлена роль функционально важных групп активного центра пероксидазы, участвующих в катализе. Показано влияние моно- и олигосахаридов на каталитические свойства и стабильность пероксидазы. Представлена динамическая модель активного центра пероксидазы. Рассмотрено действие антиоксидантной системы растений и животных. Показаны условия протекания перекисного окисления липидов в живых организмах и роль пероксидазы в действии антиоксидантной системы растений. Изучено влияние малых доз ультрафиолетового облучения семян на состояние антиоксидантной системы, прорастающих зерновок пшеницы. [c.2]

Структурно-динамические перестройки в клетке при посреднической функции кальция осуществляются оперативно, так как при этом оказываются задействованнми исходные элементы клетки и их замена не требуется. Кроме того, посреДЕШК выполняет интегративную функцию, согласуя во времени и объеме работу отдельных систем клетки. Путем изменения концентрации ионов кальция, например, может быть быстро исполнена команда на гравистимул -"затормозить рост" или, напротив, индуцирован переход клетки из состояния покоя к пролиферации. Подъем уровня свободного кальция может увеличить теплоустойчивость клетки, так как ион способен непосредственно взаимодействовать с мембранными белками и липидами, поднимая температуру их плавления и денатурации. [c.107]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология