Каналообразующие белки

Рис. 17.2. Активное и пассивное движение ионов через наружную мембрану аксона, приводящее к генерированию внутри него отрицательного потенциала, называемого потенциалом покоя. Активный транспорт обеспечивается натрий-калиевым насосом. Ионные каналы (каналообразующие белки) позволяют ионам пассивно перемещаться по их электрохимическим градиентам. Некоторые из этих каналов могут закрываться и открываться с помощью особых частей своихмолекул — ворот . Их закрытие вызывается, в частности, изменением трансмембранного электрического потенциала, как это происходит при распространении по аксону нервного импульса. Однако на эти изменения каналы реагируют с разной скоростью в зависимости от своих особенностей.

Рис. 22.6. Механизм облегченной диффузии каналообразующими белками

Рис. 6-55. Транспортная система, зависящая от периплазматическш субстрат-связываюгцих белков в бактериях с двойной мембраной. Растворенные вещества диффундируют через каналообразующие белки (порины), находящиеся во внещней мембране, и связываются с периплазматическими субстрат-связывающими белками. При этом белки испытывают конформационные изменения, приобретая способность связываться с белками-нереносчиками плазматической мембраны, которые затем перехватывают субстрат и активно транспортируют его через бислой. Эта стадия опосредуется гидролизом АТР. Пептидогликаны для простоты пе показаны Их пористая структура позволяет субстрат-

Рис. 22.7. Кинетика простой (7) и облегченной диффузии при участии каналообразующего белка (2) и белка-переносчика (5)

Существуют два основных класса мембранных транспортных белков белки-переносчики и каналообразующие белки. Белки-переносчики (называемые также переносчиками или транспортерами) связывают молекул переносимого вещества, что приводит к их конформационным изменениям и как результат к переносу этой молекулы через мембрану. Напротив, каналообразующие белки (или белки-каналы) формируют заполненные водой поры, пронизывающие липидный бислой. Когда эти поры открыты, молекулы специфических веществ (обычно неорганические ионы подходящего размера и заряда) проходят сквозь них и, следовательно, через мембрану (рис. 6-43). [c.381]

Теперь же мы вновь обратимся к каналообразующим белкам. [c.394]

Обращает на себя внимание выраженное сходство проекционных структур белка натриевого канала и ацетилхолинового рецептора [619]. Геометрические параметры проекций несколько меньше в случае белка натриевого канала. Однако в обоих случаях мембранные проекции имеют розеткообразную форму, число пиков белковой плотности у них также одинаково. В центре розеток имеется область с пониженной плотностью. В ацетилхолиновом рецепторе эта область отождествляется с устьем ионного канала. Поскольку проекционные структуры обоих мембранных каналообразующих белков сходны, предложенные на их основе модели пространственной организации также имеют много общих черт (рис. 1.78) [620]. В случае ацетилхолинового рецептора правомерность построения моделей пространственной структуры на основе электронно-микроскопических проекций была [c.207]

Каналообразующие белки (или белки-каналы) формируют трансмембранные гидрофильные каналы, через которые молекулы растворенных веществ соответствующих размеров и заряда могут проходить путем облегченной диффузии. В отличие от транспорта, осуществляемого транслоказами, перенос с помощью каналов не обладает высокой специфичностью, но может осуществляться с гораздо большей скоростью, не достигающей насыщения в широком диапазоне концентрации транспортируемого вещества (рис. 22.6). Некоторые каналы постоянно открыты, тогда как другие ожрьшаются лишь в ответ на связывание транспортируемого вещества. Это приводит к изменению конформации транспортного белка, в результате чего в мембране открывается гидрофильный канал и вещество освобождается с другой стороны мембраны (см. рис. 22.6). [c.309]

Облегченная диффузия осуществляется без затрат энергии за счет переноса вещества через мембрану в направлении градиента концентраций с помощью специальных белков-переносчиков. К ним относятся ферменты — транслоказы и пермиазы, которые своим активным центром связывают вещество с одной стороны мембраны и переносят его на другую поверхность мембраны. В этом случае возможен также вариант диффузии, при которой после присоединения транспортируемого вещества меняется конформация белка-переносчика, вследствие чего в мембране открывается специальный канал, по которому вещество и проникает внутрь клетки. Таким образом, транспортные белки делятся на белки-переносчики и каналообразующие белки. Первые взаимодействуют с молекулой переносимого вещества и каким-либо способом перемещают ее сквозь мембрану. Каналообразующие белки (порины), напротив, формируют в мембране водные поры, через которые (когда они открыты) могут проходить вещества (обычно неорганические ионы подходящего размера и заряда). Модель структуры бактериального порина схематически показана [c.444]

Все каналообразующие белки и многие белки-переносчики позволяют растворенным веществам проходить через мембраны только пассивно ( с горки ). Этот процесс называется пассивным транспортом (или облегченной диффузией). Если молекула транспортируемого вещества не имеет заряда, то направление пассивного транспорта определяется только разностью концентраций этого вещества по обеим сторонам мембраны (градиентом концентрации). Однако если молекула заряжена, то на ее транспорт влияют как градиеш концентрации, так и разница электрических потенциалов на сторонах мембраны (мембранный потенциал). Вместе концентрационный и электрический градиенты составляют электрохимический градиент. Фактически в любой плазматической мембране есть градиент электрического поля. При этом внутренняя сторона мембраны обычно заряжена отрицательно по отнощению к наружной (см. разд. 6.4.15). Такой потенциал облегчает проникновение в клетку положительно заряженных ионов, но препятствует прохождению внутрь ионов, заряженных отрипательно. [c.382]

В отличие от белков-переносчиков белковые каналы (или каналообразующпе белкп) формируют в мембранах поры, заполненные водой. При этом каналообразующие белки внешних мембран бактерий (а также митохондрий и хлоропластов) образуют большие, относительно неспецифичпые поры, а в плазматических мембранах животных и растительных клеток эти поры малы по размеру и высоко специфичны Почти все белковые каналы служат для специфического транспорта ионов и обсуждаются здесь под названием ионных каналов. Ионные каналы обеспечивают перенос приблизительно 10 ионов в секунду, что более чем в 100 раз больше скорости транспорта, осуществляемого любым из известных белков-переносчиков. Ионные каналы никогда не работают совместно [c.394]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология