Флип-флоп

Рис. 1. Векторная модель синглет-три-плетного перехода в РП, индуцирован-Ч кого флип-флоп переворотом спина-ка-

Чтобы рассмотреть взаимосвязь между подвижностью молекул, составляющих бислой, и его функцией, мы должны подробнее обсудить формы такой подвижности. Это колебания и вращение отдельных групп или боковых цепей липидных молекул, а также латеральная диффузия целых липидных молекул в своем монослое. Липидная молекула в липосоме меняется местами с соседними молекулами 10 раз/с. Однако ее переход с одной стороны бислоя на другую сторону совершается только один раз в 14 сут. Этот так называемый флип-флоп , или третий тип подвижности, практически не вносит вклада в подвижность мембраны. [c.74]

Механизм действия спинового катализатора в рассмотренном примере состоит во взаимном флип-флоп перевороте спина катализатора и радикала. Действие спинового катализатора можно иллюстрировать с помощью векторной модели, представленной на рис. 1. [c.68]

Константу скорости встреч можно рассчитать, например, с помощью формулы Смолуховского. Надо только иметь в виду, что взаимный флип-флоп переворот спинов катализатора и любого из двух радикалов пары одинаковым образом приводит к S-T конверсии РП. Поэтому при расчете Kq надо еще ее умножить на 2. Эффективность флип-флоп переворотов спинов при столкновении двух парамагнитных частиц найдена для целого ряда систем при изучении спинового обмена [3]. [c.70]

В результате флип-флоп переворота спины переходят в состояние ( = Л п- [c.70]

Флип-флоп перевороты спинов индуцируются обменным взаимодействием [c.70]

Аксиальное вращение липидных молекул происходит очень быстро с частотой порядка 10 -10 "S тогда как латеральная диффузия осуществляется гораздо медленнее. Тем не менее при среднем коэф, латеральной диффузии липидов ок. 10 см -с , измеренном для мн. М.б., липидной молекуле потребуется всего 1 с, чтобы промигрировать от одного конца клетки до другого. Очень медленно протекает в липидном бислое флип-флоп. Обычно полупериод флип-флопа составляет величины порядка неск. часов или даже дней. Однако в нек-рых мембранах скорость флип-флопа м. б. значительно выше (полупериод 1-2 мин), что объясняется участием определенных интегральных белков в переносе липидных молекул через мембрану. [c.30]

Время жизни двух партнеров в области эффективного обменного взаимодействия имеет некоторое распределение. Примем, что это время имеет пуассоновское распределение вида ехр(- /г), где т - среднее время жизни столкнувшихся партнеров в области взаимодействия, в области, где происходит взаимный флип-флоп спинов. Усредненная эффективность взаимного переворота двух спинов равна [c.71]

На практике во многих случаях идеальной эффективности переноса намагниченности достичь невозможно. Установление термодинамического равновесия между дипольными и зеемановскими резервуарами может быть чрезвычайно медленным, в частности когда Ви или Bis > Bl, что делает сохраняющие энергию флип-флоп процессы маловероятными. Поэтому адиабатический перенос требует очень медленного изменения РЧ-полей, так что за это время релаксация Tig может привести к необратимому спаду намагниченности. [c.238]

Кроме этого, молекулы белков и липидов очень быстро вращаются вокруг своих продольных осей (вращательная диффузия). Перескок липидных молекул из одного монослоя в другой (флип-флоп) осуществляется редко, а белки, по-видимому, к такому перескоку вообще не способны. Причина исключительно медленного флип-флопа заключается в его энергетической невыгодности, поскольку необходимо перенести полярную головку молекулы липида через гидрофобную область бислоя. Подвижность липидных молекул тесно связана с фазовыми переходами в мембране, т. е. изменением ее состояния из жидкокристаллического в кристаллическое (или гелеобразное). Основным фактором, вызывающим фазовые переходы мембранных липидов, является изменение температуры среды. Значение температуры, при которой происходит переход данного липида из кристаллического в жидкокристаллическое состояние (и обратно), называется температурой фазового перехода гель — жидкий кристалл (рис. 22.4). [c.307]

Кроме этого молекулы белков и липидов очень быстро вращаются вокруг своих продольных осей вращательная диффузия). Перескок липидных молекул из одного монослоя в другой флип-флоп) осуществляется редко, а белки, по-видимому, к такому перескоку, вообще, не способны (рис. 2.6). Причина исключительно медленного флип-флопа заключается в его энергетической невыгодности, поскольку необходимо перенести по- [c.36]

Поскольку соседних спинов значительно больше (например, в первой кубической сфере число соседей равно 26), вероятность флип-флопа хотя бы одного соседа существенно больше вероятности кросс-релаксационного перехода выделенного спина. Таким образом, за счет [c.199]

Флип-флоп переходы в липидах 10" с [c.297]

Возможен еще один механизм спин-спиновой релаксации. Предположим, что два ядра одного и того же изотопа Л и , имеющие антипараллельные спины, оказались в непосредственной близости друг к другу. Поскольку оба ядра прецес-сируют с точно одинаковой частотой, то при соответствующем согласовании фаз может произойти резонансное взаимодействие между ними, состоящее в одновременной переориентации обоих ядер (флип-флоп процесс). Такой процесс называют еще диполь-дипольным взаимодействием. Общая энергия системы спинов ядер А и В при этом не изменяется. Время спин-спиновой релаксации обычно обозначают Т . [c.25]

Помимо движений отдельных участков липидной молекулы относительно друг друга в жидкокристаллич, бислое происходят также движения всей молекулы как единого целого. Они включают аксиальное вращение молекулы вокруг ее длинной оси, перпендикулярной к плоскости бислоя, маятниковые и поплавочные колебайия молекулы относительно ее равновесного положения в бислое, перемещение молекулы вдоль бислоя (латеральная диффузия) и перескок ее с одной стороны бислоя на другой (флип-флоп). Все эти движения совершаются с разными скоростями. [c.30]

Различное поведение при малых и больших временах корреляции легко объяснимо. При больших временах корреляции преобладает вероятность перехода ]Уо . Она соответствует сохраняющим энергию флип-флоп переходам а/З /За. Эти переходы приводят к обмену энергией между двумя спинами, откуда и получаются положительные кросс-пики. При малых временах корреляции преобладает вероятность перехода приводящая к переходам аа /3/3. Отрицательная интенсивность кросс-пиков в этом случае объясняется тем, что спин с большей вероятностью теряет квант энергии, если второй спин тоже теряет квант. В результате наблюдается взаимное усш1ение релаксации, а не обмен намагниченностью. [c.614]

Топологическое распределение лнпндов тесно связано с их межмембранным обменом, а также с трансмембранной миграцией. В модели Синджера — Николсона подрвзумепается. что асимметричное распределение лнпндов сохраняется, поскольку молекулы липидов чрезвычайно медленно переходят с одной стороны мембраны на другую. Однако исследования последних лет показали, что скорость флип-флопа в биологических мембранах может быть очень велика (полупериод — 1—2 мин), причем это ускорение вызывается действием некоторых интегральных мембранных белков. [c.586]

В некоторых системах можно наблюдать дополнительные слабые линии, которые нельзя свести к запрещенным переходам типа показанных на рис. 7-7. Примером является атом водорода в таких облученных замороженных кислотах, как Н2504. Слабые линии в спектре ЭПР отделены от линий, соответствующих разрешенным переходам, резонансной частотой протона в поле Нг, используемом в спектрометрах ЭПР [140, 142]. Слабые линии обусловлены протонами матрицы, спин которых переворачивается ( флип-флоп ), когда происходит изменение ориентации электронных спинов атомов водорода в бли- [c.168]

Тот факт, что протеины и липиды асимметрично распределены и ориентированы в биомембранах, оказывает большое влияние на перенос вещества. Как протеины, так и липиды сохраняют свою односторонность, т. е. для них не характерны перестановки флип-флоп в бислое. Однако протеины способны участвовать в латеральном движении в пределах своего монослоя. Такая облегченная латеральная диффузия, вероятно, связана с гидрофобной природой мембранных протеинов (по сравнению с водорастворимыми протеинами), которая, в свою очередь, приводит к относительно слабым взаимодействиям. Латеральная диффузия также обусловлена наличием дефектных структур, которые становятся особенно заметными вблизи температуры фазового перехода. Установлено, что асимметрия протеинов возникает в процессе биосинтеза. Протеины, которые находятся на внешней поверхности клетки (экзопротеины), как правило, содержат углеводы, а протеины, которые находятся на внутренней (цитоплазматической) поверхности клеточных мембран (эндопротеины), их не содержат. Углеводороды, по всей вероятности, стабилизируют или блокируют экзопротеины, и по ним также можно опознавать поверхность клетки. Большая часть протеинов располагается на внутренней, а не на внешней поверхности бислоя. [c.326]

В 1979 г, было показано, что белки плазматической мембраны способны к вращательной диффузии - поворотам вокруг оси, перпендикулярной плоскости бислоя, и самопроизвосльному передвижению вдоль плоскости самой мембраны, что получило название "латеральной диффузии". Однако белки не могут совершать так называемые флип-флопы, т.е. перевертываться и перескакивать с одной стороны бислоя на другую. Латеральная диффузия позволяет мембранным белкам совершать перемещения по мембране и взаимодействовать между собой, а также обеспечивает распространение мембранных компонентов из мест их синтеза в другие области клеток. Текучая структура липидного бислоя дает возможность мембранам сливаться, не утрачивая способности к регуляции их проницаемости и реализации специфических функций. [c.56]

Скорость релаксации обычно характеризуется временем релаксации Г,, т. е. временем перехода от данного неравновесного заселения спиновых уровней к тепловому равновесному распределению. является мерой спин-решеточного взаимодействия, возвращающего систему к термодинамическому равновесию. Во многих случаях, но далеко не всегда, зависит от температуры и при некоторых обстоятельствах столь велико, что делает наблюдение эффекта JIMP невозможным уже при комнатной температуре. Ядерный магнитный резонанс позволяет получить ценную информацию о диффузионных явлениях в ионных кристаллах. Резонансные линии спектра ЯМР чувствительны к миграции ионов, на ядрах которых наблюдается резонанс. Хорошо известно, что при наличии подвижности молекул в образце, например, при переходе из кристаллического состояния в жидкое, сужение линий может достигать 10 [1]. Обычное уширение линий ЯМР в твердом теле связано с влиянием, оказываемым на данное ядро со стороны его соседей. Па ядро действуют магнитные поля соседних ядер, составляющая которых может быть ориентирована по направлению Но или в противоположную сторону. При этом истинное поле (Яоэфф) варьирует от ядра к ядру, с распределением, близким к гауссовому, максимум которого соответствует напряженности внешнего поля Но. Подобное размазывание поля приводит к размазыванию ларморовских частот и уширению фезонансной линии. Кроме того, спин-спиновое взаимодействие соседних ядер ( спин — флип — флоп — процесс) [c.221]

Другой тип движения молекул липидов в мембранных системах — это трансби-слойное движение (флип-флоп-переход). Оно осуществляется в мембранах с относительно малой скоростью вследствие высокого барьера для пересечения полярной головкой молекулы липида углеводородной зоны мембран. В модельных везикулярных мембранах скорость флип-флоп-перехода, оцененная по времени переноса половины количества молекул-меток из одного полуслоя в другой, составляет 10-20 ч и более. В природных мембранах этот процесс может идти существенно быстрее. В мембранах электрических органов угря это время составляет 3-7 мин, в мембранах эритроцитов — 20-30 мин. Отмечено, что при добавлении к мембранам клиновидных молекул, индуцирующих появление искривленных структур, а также при нарушении равновесного распределения молекул между слоями (например, при действии фосфолипаз) скорость флип-флоп-перехода резко возрастает. Очевидно, что сохранение ассиметричного распределения молекулярных компонентов в искусственных и природных мембранах возможно только при относительно медленной скорости флип-флоп переходов в этих системах. [c.24]

Изучение меченых липидных молекул в изолированных биологических мембранах и относительно простых целых клетках, таких как микоплазма, бактерии и эритроциты, показало, что поведепие липидных молекул в клеточных мембранах в основном сходно с поведепием зтих молекул в искусственных бислоях. Липидный компонент биологической мембраны представляет собой двумерную жидкость, в которой отдельные молекулы липидов могут свободно передвигаться в плоскости мембраны. Как и в синтетических бислоях, индивидуальные молекулы липидов обычно не выходят за пределы своего мопослоя. Однако существуют исключения в таких мембранах, в которых липиды активно синтезируются (например, в мембранах эидоплазматического ретикулума) должен идти быстрый флип-флоп специфических липидов. Для ускорения этого процесса имеются даже специальные мембраносвязанные ферменты - транслокаторы фосфолипидов (см. разд. 8.6.14). [c.353]

Холестерол уменьшает не только текучесть липидного бислоя, такое же действие он оказывает на его пропицаемость для малых водорастворимых молекул. Кроме того, холестерол увеличивает упругость и механическую прочность бислоя. Именно благодаря холестеролу мембрана может менять свою форму в ответ на приложенную к ней силу. Дело в том. что в отличие от фосфолипидов, холестерол может быстро перераспределяться между монослоями. Объясняется это тем, что маленькая полярная голова холестерола (гидроксильная группа) относительно легко проходит через центр бислоя, энергетический барьер для флип-флоп молекул холестерола оказывается низким, и, следовательно, его перераспределение осуществляется быстро. [c.354]

Динамическая структура липидного бислоя наиболее полно изучена на примере искусственных бислойных везикул. Эти исследования показали, что молекула фосфолипида как целое может вращаться вокруг своей продольной оси и имеет достаточно высокую подвижность в слое с коэффициентами латеральной диффузии 10 —10 см /с. Полярные головки образуют на поверхности короткоживу-щие (10 —10 с) кластеры из 20—30 молекул, в результате чего могут возникать временные дефекты в структуре бислоя. Диффузия молекул воды через липидный бислой возможна при их попадании в эти свободные объемы между гидрофобными хвостами липидов. Молекулы фосфолипидов, находясь в бислое, могут осуществлять перескок из одного слоя в другой (флип—флоп). Однако в искусственных бислойных мембранах это происходит сравнительно редко из-за энергетической невыгодности переноса полярной головки через гидрофобный слой (Оеепеп, 1981). Только селективное взаимодействие с интефальными белками природных мембран может обеспечить быстрый переход фосфолипида из одного слоя в другой. Например, из печени быка был выделен белок, селективно взаимодействующий с ФХ и транспортирующий его с внешней стороны мембраны на внутреннюю, из искусственных везикул в плазматическую мембрану. После гидролиза этого комплекса был [c.110]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология