Взаимодействие клеточных мембран

В состав клеточных мембран входят в основном белки и липиды, среди- которых преобладают фосфолипиды, составляющие 40—90 % от общего количества липидов в мембране. Строение биомембраны интенсивно изучается в настоящее время. В одной из моделей клеточная мембрана рассматривается как липидный бислой. В таком бислое углеводородные хвосты липидов за счет гидрофобных взаимодействий удерживаются друг возле друга в вытянутом состоянии во внутренней полости, образуя двойной углеводородный слой. Полярные группы липидов располагаются на внешней поверхности бислоя (рис. 14.2). [c.466]

Строение клеточной мембраны показано на рис. 45. Мембрана состоит из липидного бислоя /, полярные группы 2 которого обращены наружу (липиды — макромолекулы, образованные из молекул жирных кислот). На внешних поверхностях мембраны адсорбирован первичный слой 3 белковых молекул, взаимодействие которых друг с другом придает мембране механическую устойчивость и прочность. Мембраны пронизаны особыми липопротеиновыми (комплекс липидов и белков) каналами 4, при помощи которых, по-видимому, осуществляется селективный ионный транспорт. Раствор внутри клетки содержит относительно большие концентрации ионов К+ и низкие концент- [c.138]

Принцип гормон-рецепторного комплекса был постулирован уже и начале столетия П. Эрлихом. Рецепторы гормона локализуются или на клеточной поверхности (клеточные мембраны), нли в цитоплазме клетки. Интересующие нас пептидные или белковые гормоны вступают во взаимодействие с рецепторами, связанными с клеточными мембранами. Первое экспериментальное доказательство наличия связанного с мембраной рецептора удалось получить лишь в 1969—1970 гг. при использовании меченых пептидных гормонов (АКТГ, инсулин, ангиотензин) [571—573]. Затем были установлены специфические рецепторы всех гормонов, и гормон-ре-цепторная концепция стала быстро развиваться. Здесь нужно сослаться на прекрасный обзор Любке и сотр. [574], посвященный этому вопросу. [c.234]

На третьей - фармакодинамической - стадии изучаются проблемы распознавания лекарственного вещества (или его метаболитов) мишенями и их последующего взаимодействия. Мишенями могут служить органы, ткани, клетки, клеточные мембраны, ферменты, нуклеиновые кислоты, регуляторные молекулы (гормоны, витамины, нейромедиаторы и т.д.), а также биорецепторы. Рассматриваются вопросы структурной и стереоспе-цифичной комплементарности взаимодействующих структур, функционального и химического соответствия лекарственного вещества или метаболита (например, фармакофорной группировки) его рецептору. Взаимодействие между лекарственным веществом и рецептором или акцептором, приводящее к активации (стимулированию) или дезактивации (ингибированию) биомишени и сопровождающееся ответом организма в целом, в основном обеспечивается за счет слабых связей - водородных, электростатических, ван-дер-ваальсовых, гидрофобных. [c.13]

Значение величины р найти гораздо труднее, так как мы не знаем, каким образом молекулы пахучего вещества взаимодействуют с поверхностью клеточной мембраны, пробивая ее. (Некоторые современные теории на этот счет будут рассмотрены в следующей главе.) Дэвис и Тэйлор считают, что значение величины р зависит, по крайней мере частично, от размера и формы молекул пахучего вещества. Эти авторы полагают, в частности, что столь изящная молекула, как, например, молекула воды, не обладает пробивной способностью по отношению к мембране нервной клетки (и именно поэтому вода не имеет запаха), а толстая молекула, например молекула Р-ионона, имеет максимальную пробивную способность (поэтому у ионона одна из самых низких пороговых концентраций) /по мнению Дэвиса и Тэйлора, у веществ, промежуточных по силе запаха, пробивная способность прямо пропорциональна площади поперечного сечения их молекул. [c.135]

Тонкая ( 8 нм) наружная клеточная мембрана — плазмалемма (рис. 1-4)—регулирует поток веществ в клетку и из клетки, проводит импульсы в нервных и мышечных волокнах, а также участвует в химических взаимодействиях с другими клетками. Складки наружной мембраны нередко вдаются глубоко внутрь клетки, в цитоплазму так, на--Пример, в клетках поперечнополосатых мышц они образуют трубочки Т-системы, которая участвует в проведении возбуждения, инициирующего процесс сокращения (гл. 4). Складки плазматической мембраны могут соединяться с ядерной оболочкой, создавая прямые каналы (один или несколько) между внеклеточной средой и перинуклеарным пространством [12]. [c.29]

Обонятельные молекулярные рецепторы в чистом виде пока не вьщелены и строение их неизвестно, но имеется много косвенных данных, указывающих на их белковую природу. Образование комплекса душистого вещества с таким бел-ком-рецептором приводит к активации определенных ферментативных реакций в обонятельной клетке, что вызывает изменение концентрации одного или нескольких веществ, играющих роль внутриклеточных посредников. Один из таких пос-ред ников в обонятельной клетке позвоночных - циклический 3, 5 -аденозинмонофосфат. Внутриклеточный посредник, взаимодействуя с ионными каналами клеточной мембраны, открывает их, что приводит к деполяризации клетки. Весь этот процесс завершается возникновением нервного импульса (или изменением частоты импульсной активности) в обонятельной клетке. Каждая клетка проявляет высокую чувствительность к одним веществам и менее чувствительна к другим, т.е. отличается от остальных клеток своей избирательностью. [c.15]

Имеются многочисленные доказательства того, что основной функцией сфинголипидов является их участие в передаче сигналов с наружной поверхности клетки в ее внутреннее пространство. Структура этих молекул и их локализация отвечают этой функции сфинголипиды состоят из липофильной (церамид) и гидрофильной (углеводной) частей (рис. 2.12). Это позволяет им с помощью церамида прочно закрепляться в липидной фазе клеточной мембраны и вместе с тем взаимодействовать с окружающей полярной средой. Молекулы сфинголипидов ориентированы исключительно наружу, и со стороны цитоплазмы мембрана, по-видимому, не содержит их углеводных остатков. Разнообразие углеводных частей сфинголипидов делает эти липиды носителями специфичности и информации. [c.45]

Белковые молекулы как бы заякорены в мембране и несут специфические функции Лишь гликопротеины в мембране не сопряжены с другими компонентами и могут диффундировать латерально в плоскости мембраны, другие, напротив, интегрированы с матриксом мембраны прочно Не исключена возможность их роли в признании и селекции функциональных молекул, в которых проявляется (или должна проявиться) заинтересованность клеточной мембраны Контактирующие с ней ферменты и ферментные системы подвергаются специфическим конформационным изменениям, что сказывается на характере их взаимодействия с субстратами и лигандами Другими словами, клеточная мембрана выступает организатором и регулятором активности связанных с нею ферментов и ферментных систем При этом на уровне мембраны происходят химические и физические процессы [c.100]

Данные о механизме действия АКТГ на синтез стероидных гормонов свидетельствуют о сугцественной роли аденилатциклазной системы. Предполагают, что АКТГ вступает во взаимодействие со специфическими рецепторами на внешней поверхности клеточной мембраны (рецепторы представлены белками в комплексе с другими молекулами, в частности с сиаловой кислотой). Сигнал затем передается на фермент аденилатцикла-зу, расположенную на внутренней поверхности клеточной мембраны, которая катализирует распад АТФ и образование цАМФ. Последний активирует протеинкиназу, которая в свою очередь с участием АТФ осуществляет фосфорилирование холинэстеразы, превращающей эфиры холестерина в свободный холестерин, который поступает в митохондрии надпочечников, где содержатся все ферменты, катализирующие превращение холестерина в кортикостероиды. [c.259]

Каротиноиды являются полупроводниками. Они могут взаимодействовать или образовывать комплекс с пахучими веществами (одорантами) взаимодействие с одорантом может вызывать увеличение электропроводности. Повышение электропроводности могло бы приводить к деполяризации клеточной мембраны обонятельного рецептора. Если бы дело происходило именно так, сигнал появлялся бы одновременно с адсорбцией одоранта. Другое, более традиционное объяснение состоит в том, что между одорантом и белками клеток, чувствительных к запаху, образуются слабые комплексы. В результате электропроводность клеточной мембраны обонятельного рецептора возрастает и возникает импульс аналогично тому, как это описано для каротиноидов. [c.209]

Можно предположить, что поли-К-оксид взаимодействует с кремневой кислотой, находящейся на поверхности частицы, с образованием полимер-полимерного комплекса и одновременно — с кислотными группировками клеточной мембраны макрофага. Об этом [c.306]

Гипотеза, объясняющая обратимый фенотип клеток Т-10Т 1/2, может основываться на концепции, что изменение клеточных адге- И0нных процессов препятствует модуляции экспрессии генетической информации. Таким образом, считается, что взаимодействие клеточной мембраны, лишенной сывороточных белков, главным образом альбумина и глобулинов, и инертного субстрата прикрепления, лишенного адсорбированных белков, ведет к изменениям клеточной мембраны, влияющим на экспрессию фенотипа злокачественной трансформации, Как следствие, гликолиз и жировой обмен несколько нормализуются. Однако опыт показывает, что организация )тих функций на уровне популяции клеток, предположительно зависящая от клеточно—клеточных взаимодействий, не восстанавливалась. [c.170]

Самые ранние стадии развития дрозофилы, когда устанавливаются так называемые пространственные координаты эмбрионов, определяющие передний и задний или брюшной и спинной отделы, контролируются группой генов матери. Эти гены функционируют-на стадии образования яйца, и их продукты неравномерно распределяются по яйцеклетке. Предполагается, что материнские гены и нх продукты обеспечивают позиционную информацию, которая воспринимается генами, работающими после оплодотворения, в зиготе. Представление о наличии в цитоплазме яйца позиционной информации, определяющей направление развития групп эмбриональных клеток, подчеркивает роль взаимного влияния частей будущего эмбриона в развитии, но никак не вскрывает природы этих взаимодействий. Мутации в генах, определяющих структуру неоп-лодотворенного яйца, оказывают так называемый материнский эффект, нарушая развитие эмбриона. Например, структуры, свойственные данному району, заменяются иными, характерными для других районов развивающегося организма. Вероятно, такие материнские гены оказывают свое действие на стадии ядерного синцития, до образования клеток бластодермы, когда диффузия продуктов генов затрудняется в результате образования клеточной мембраны. Транскрипты таких генов локализуются в соответствующих отделах (например, переднем или заднем) неоплодотворенного яйца или развивающегося эмбриона. [c.214]

Условно низкомолекулярные регуляторы можно разбить на два класса внешнеклеточные регуляторы, действующие путем взаимодействия с рецепторами клеточной мембраны, и внутриклеточные регуляторы, осуществляющие свое воздействие непосредственно на ферменты и генетический аппарат внутри клетки. Внешнеклеточные регуляторы — это гормоны, синтезируемые специфическими клетками в специализированных органах. Внутриклеточные регуляторы — специфические низкомолекулярные метаболиты, управляющие клеточным ответом как на генетическом, так II на ферментном уровне. Типичными представителями внутриклеточных регуляторов являются цикло-АМФ, простагландины, ионы кальция. [c.202]

Согласно данным Роуселла и Леонарда [281], монокремневая кислота не оказывает никакого действия на ферменты. Мономер кремнезема при проникновении в клетки печени не взаимодействовал с ферментами и не блокировал клеточные мембраны, которые сохраняли нормальную проницаемость по отношению к ионам и к небольшим молекулам, например молекулам ацетата или мочевины. [c.1061]

Более ранние теории, в которых иредиолагалось, что некоторую роль играет растворимый кремнезем. Они базировались на том, что монокремневая кислота способна вступать во взаимодействие с ДНК или с РНК и вызывать изменение в ферментативных системах. Согласно наиболее распространенной теории, кварц растворяется с образованием растворимого мономерного кремнезема. Этот процесс сам по себе безвреден, однако мономерный кремнезем полимеризуется затем до поликремневой кислоты, которая, как известно, денатурирует белок и разрушает клеточные мембраны, т. е. в рез тьтате мономерный кремнезем оказывается цитотоксичным. [c.1067]

Установлено, что как только 3-адренергический рецептор, расположенный на наружной поверхности мембраны эффекторной клетки, начинает взаимодействовать с норадреналином, на внутренней поверхности клеточной мембраны активируется фермент аденилатциклаза. Затем в клетке аденилатциклаза превращает АТФ в цАМФ последний в свою очередь способен оказывать влияние на метаболизм клетки. Этот сложный ряд последовательных реаюхий может быть заблокирован пропраноло-лом—веществом, препятствующим связыванию норадреналина с 3-адре-нергическим рецептором. [c.640]

Само деление клеток, начиная с появления двух первых бластомеров, есть результат внутриклеточных взаимодействий, регуляции активности генов веществами цитоплазмы п клеточной мембраны. Дифференцировка на ранней стадии (бластула) определяется двумя причинами, имеющими самый общий характер. Первая из них — неоднородное распределение вещества в цитоплазме исходной зиготы, вторая — неоднородность среды внутри клеточного шара, получающегося в результате дробления. II то, и другое означает наличие позиционной информации (Вольперт). Наряду с этими факторами онтогенез определяется контактной и гуморальной регуляцией. [c.574]

Ионы щелочных металлов (Na , К )- Натрий распределен в основном снаружи, а калий - внутри клетки. Оба катиона вносят вклад в поддержание осмотического давления, передачу нервных импульсов, активный перенос сахаридов и аминокислот. Катионы Na" " и К , представляющие собой сильные кислоты, образуют комплексы с лигандами, содержащими донорные атомы кислорода (эти лиганды являются сильными основаниями). Но в живых системах эти ионы переносятся свободно, поскольку in vivo взаимодействие ионов с лигандами сравнительно слабое. Роль антибиотиков-ионофоров в активном переносе ионов через клеточные мембраны, например, в избирательном переносе натрия и калия при возбуждении мембран нервных клеток или [c.269]

Ионы щелочноземельных металлов Са MawMg встречаются в основном внутри клеточной мембраны, Са " " - в осдавном снаружи. В число биологических функций этих ионов входят поддержание химического потенциала, посылка и передача нервных сигналов кроме того, путем комплексообразования они усиливают такие функции лигандов, как активация ферментов и поддержание структуры тканей. Это усиливающая способность есть результат сильного взаимодействия Mg и Са с присущими биоло- [c.269]

Недавно Кюн показал, что светоактивированный родопсин (идентичный метародопсину II) непосредственно взаимодействует с трансдуцином, образуя короткоживущий комплекс. Следовательно, запуск ферментативного каскада происходит непосредственно под действием активированного светом родопсина. Более того, внутриклеточная микроинъекция активированного трансдуцина в палочки моделирует действие света, т. е. гипер-поляризует клетки. Это свидетельствует о том, что активация каскада ферментов, участвующих в разложении GMP, играет основную роль в процессах преобразования света. Менее ясно, как взаимосвязаны светозависимые изменения метаболизма GMP и концентрации Са + и что за механизм или вещество регулирует в конечном итоге светозависимую проницаемость клеточной мембраны палочек. [c.18]

Рибосомы, как и РНК-полимеразы, являются точками приложения действия ряда антибиотиков, в том числе таких широко используемых в медицинской практике как стрептомицин, хлорамфеникол и тетрациклин, структуры которых приведены в 2.5, Бактерицидное действие первых двух связано с их способностью специфично взаимодействовать только с прокариотическими рибосомами. Стрептомицин связывается с малой субъединицей, хлорамфеникол - с большой субъединицей вблизи пептидилтрансферазного центра рибосомы, подавляя тем самым биосинтез белков у бактерий и- не затрагивая биосинтез зараженного человека или животного. Тетрациклин обладает способностью взаимодействовать с малыми субъединицами в А-участках как прокариотических, так и эукариотических рибосом. Этим он препятствует отбору аминоацил-тРНК в А-участке и блокирует белковый синтез. Однако клеточные мембраны животных для него непроницаемы, и при введении его в живой организм избирательно подавляется именно биосинтез у бактерий. [c.193]

Важное значение в регуляции процессов дифференцировки и размножения клеток имеет протеинкиназ а С. Этот фермент активируется, как и протеинкиназы класса А, в результате взаимодействия специальных рецепторов клеточной мембраны с соответствующими эффекторами, которыми в случае протеинкиназы С являются некоторые гормоны и факторы роста. Активированная протеинкина-за С катализирует фосфорилирование определенного набора белков, что, по-видимому, является промежуточным этапом каскада превращений, заканчивающегося в ядре запуском репликации ДНК и сопутствующих процессов. [c.427]

Схематически механизм действия аденилатциклазной системы представлен на рисунке 136. Процесс начинается с взаимодействия гормона с его рецептором, расположенным на внешней стороне клеточной мембраны. При этом индуцируются такие изменения в белке-рецепторе, что он приобретает способность взаимодействовать со следующим компонентом системы — N-6eлкoм (N). [c.240]

Трехслойная структура наблюдалась на фиксированных срезах многих биологических мембран. Основываясь на этом морфологическом сходстве, Дж. Д. Робертсон в 1959 г. предположил, что все клеточные мембраны — как плазматические, так и внутриклеточные — построены по единому принципу, и высказал концепцию унитарной (или единообразной) мембраны. В целом модель, предложенная Дж. Д. Робертсоном в 1960 г. (рис. 314), во многом сходна с классической моделью Дж. Даниелли основу мембраны составляет липидный бислой, а ее нелипидные компоненты (прежде всего бе.юк) в полностью развернутой конформации лежат на поверхности бислоя, связываясь с липидами электростатически и за счет гидрофобных взаимодействий. Однако в модели Робертсона нашла отражение еще одна важная структурная особенность мембраны — ее асимметрия. [c.582]

Связывание ацетилхолина с мускариновыми рецепторами сопровождается увеличением концентрации циклических нуклеотидов, а взаимодействие с никотиновыми рецепторами приводит к открытию ионных каналов и соответственно изменению ионной проницаемости постсинаптической мембраны. Как следствие происходит деполяризация клеточной мембраны за счет быстрого входа ионов натрия, что в конечном итоге ведет к возбуждению мышечной клетки. Следовательно, биологическая функция никотинового ацетилхолинового рецептора заключается в изменении ионной проницаемости постсинаптической мембраны в ответ на связывание ацетилхолина. После зтого ацетилхолин гидрюлизуется ацетилхолинэсте-разой до холина и рецептор переходит в исходное состояние, [c.628]

Если молекула кислорода приобретает дополнительный (экстра-) электрон, то образуются свободные кислородные радикалы супероксидный (О2), гидроксильный (НО) и синглетный кислород Ог) Эти радикалы — потенциальные деструкторы липидов, белков, нуклеиновых кислот В частности, к ним чувствительны клеточные мембраны, в которых первичной мишенью выступают липиды, протоны которых взаимодействуют с.радикалами и наступает так называемая "липидная пероксидация" с образованием пероксидов Свободнорадикальное повреждение мембраны схематично представлено на рис 78 [c.262]

Пентозофосфатный путь активно реализуется и в эритроцитах человека. Образующийся NADPH предохраняет ненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав клеточной мембраны, от аномальных взаимодействий с кислородом, и он же способствует поддержанию нормальной степени окисления атомов железа гемоглобина (Fe ). Существует группа наследственных болезней человека, при которых активность глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы и некоторых других ферментов пентозофосфатного пути понижена или вообще отсутствует. У таких больных наблюдается патологический гемолиз-разрушение эритроцитов с выделением из них (через поврежденную мембрану) гемоглобина, что приводит к развитию анемии. Состояние резко ухудшается под влиянием некоторых лекарственных препаратов, особенно под влиянием противомалярийного препарата примахина. В Африке и Азии от этих наследственных болезней страдают многие миллионы людей. [c.500]

Для клетки очень важно, чтобы молекула кислорода, присоединив четыре электрона, полностью восстановилась до двух молекул Н2О. При неполном восстановлении кислорода в случае присоединения только двух электронов образуется перекись водорода (Н Ог), а в случае присоединения одного электрона-супероксмдный радикал ( 0 ). И перекись водорода, и супероксид крайне токсичны для клеток, потому что они повреждают клеточные мембраны, взаимодействуя с остатками ненасыщенных жирных кислот мембранных липидов. Аэробные клетки защищают себя от этого вредного действия супероксида и перекиси с помощью двух ферментов супер-оксиддисмутазы (металлсодержащего фермента, превращающего суперок-сидный радикал в перекись водорода) и каталазы (превращающей перекись водорода в Н2О и молекулярный кислород) [c.522]

Показано, что природа донорных атомов и величина pH влияют на избирательность связывания иона металла с лигандом. Влияние pH приобретает особое значение в связи с различием величины pH в разных тканях и органах. Кроме того, интересно, что ионы металлов в заряженной форме лишь с большим трудом проникают через липопротеидное сито клеточной мембраны. Незаряженные хелатные комплексы диффундируют через такие мембраны значительно быстрее, чем заряженные комплексы или свободные ионы металлов. На избирательность взаимодействия ионов с лигандами влияет также геометрия лиганда, образующего хелат, и стерические препятствия. Поскольку образование хелата увеличивает константы стабильности различных ионов приблизительно в одинаковое число раз, само по себе образование хелатных связей не влияет существенно на избирательность взаимодействия ионов металлов с лигандами. [c.408]

Образование льда можно предотвратить — по крайней мере в принципе — путем увеличения концентацни любого нетоксичного вещества, находящегося в растворе. На ламом деле в качестве биологических антифризов используются, по-видимому, лишь сравнительно немногие вещества. Особое значение имеют эргаиические пол1Юксисоединения, например глицерин. Эти вещества понижают точку замерзания и точку предельного переохлаждения биологических жидкостей, взаимодействуя с молекулами воды путем образования водородных связей между гидроксильными группами антифриза и полярными молекулами воды. Взаимодействия гидроксильных групп с водой ведут к уменьшению числа взаимодействий между молекулами воды и тем самым задерживают образование льда. Еще одна биологически важная особенность глицерина и сходных с ним веществ — это способность их молекул проходить через клеточные мембраны. Поэтому они могут служить и внеклеточными, и внутриклеточными антифризами. [c.299]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология