Мембранные структурные белки

На основании роли белков в мембране их можно разделить на две группы структурные и динамические белки. Структурные белки поддерживают структуру всей мембраны. Это, как правило, периферические белки, выступающие в роли молекулярного бандажа . Динамические белки непосредственно участвуют в процессах, происходящих на мембране. Вьщеляют три класса таких белков [c.306]

Белки мембран изучены в меньшей степени, чем липиды. Их условно делят на два типа белки, обладающие каталитической активностью (ферментативные), и структурные белки, лишенные каталитической активности. Структурные белки составляют 45—50% всего количества белка мембранных систем, они представляют собой набор белков, отличаю- [c.374]

Шведский ученый Пер-Оке Альбертсон предложил использовать для разделения бактерий, вирусов, фрагментов клеток, мембран, ядер, белков, нуклеиновых кислот и любых других частиц биологического происхождения двухфазные водные растворы полимеров — иолиэтиленгликоля, декстрана и их производных [2, 279, 280]. Фракционирование в двухфазной водной системе основывается на избирательном распределении частиц между этими фазами, аналогичном распределению растворимых веществ. Метод Альбертсона получил широкое распространение и используется во многих биохимических и микробиологических лабораториях, так как позволяет в мягких условиях, без нарушения структурной целостности и изменения нативных свойств осуществлять выделение и очистку лабильных биологических объектов, а также дать определенную информацию о их строении. Реализация этого метода в промышленном масштабе, например, для выделения вирусов или получения чистых ферментов, не встречает, по мнению автора, принципиальных трудностей, однако в очистке воды он не может быть использован. Очевидно, и любая другая модификация экстракции жидкость — жидкость неприменима при микробной очистке промышленных сточных вод и, конечно, такой метод совершенно непригоден для водоподготовки. [c.194]

Структурные белки входят в состав мембран клеток и отличаются высокой степенью гидрофобности. Так называемые интегральные белки способствуют стабилизации клеточных мембран, но не обладают какой-либо функциональной активностью. К структурным белкам относятся также белки межклеточного матрикса, такие, как коллаген и ретикулин. Одним из основных компонентов связок является эластин, а кожи — коллаген. Что касается волос и ногтей, то они в основном состоят из очень прочного белка — кератина. [c.46]

Все ферменты — белки, и в первом приближении все белки — ферменты. Получены данные, что так называемые структурные белки рибосом, митохондрий, хлоропластов и мембран обладают ферментативной активностью. Рибосома составлена из немногочисленных типов белковых единиц. По-видимому, точно так же обстоит дело с митохондриями и хлоропластами. Число видов неферментных белков в клетке сравнительно очень невелико — около 100, тогда как число видов различных ферментных белков достигает от 1000 до 10 ООО. Одна- [c.15]

Белки выполняют в биологических мембранах две роли. Некоторые из них просто поддерживают структу-ру мембраны (структурные белки). Более важные-функциональные белки непосредственно участвуют в мембранных процессах (химических реакциях и транспорте метаболитов). Белки различаются также по положению в мембране — некоторые лишь адсорбированы на ее поверхности, а другие (интегральные белки) погружены в мембрану так, что только их полярные части находятся снаружи. В некоторых случаях интегральные белки пересекают всю толщину мембраны. [c.214]

Другим важным файтором, определяющим формирование метаболона, являются уровни концентраций определенных метаболитов. Известно, что адсорбция ферментов на биологических мембранах чувствительна к присутствию специфических метаболитов. Сведения о влиянии метаболитов на связывание гликолитических ферментов с мембраной эритроцитов и со структурными белками скелетных мышц приведены в работе [50]. Адсорбция цитратсинтазы на внутренней мембране митохондрий усиливается в присутствии низких концентраций цитрата и ослабляется в присутствии оксалоацетата, СоА, аце-гил-СоА, АТРМд, а также высоких концентраций цитрата [54]. [c.189]

Нейтральные жиры входят также в состав клеточных мембран, сложных белков протоплазмы и называются протоплазматическими. Прото-плазматические жиры не используются в качестве энергетического источника даже при истощении организма, так как выполняют структурную функцию. Их количество и химический состав постоянны и не зависят от состава пищи, тогда как состав резервных жиров постоянно изменяется. У человека протоплазматические жиры составляют около 25 % всей массы жира в организме (2—3 кг). [c.188]

Другой характерный компонент структуры митохондрий — это матрикс, который заполняет просвет, окруженный внутренней мембраной. Он содержит много белка и некоторое количество липидов. Системы митохондриальных мембран характеризуются постоянной толщиной и определенным расстоянием в пространстве во всех изученных типах клеток. Митохондрии состоят из 30% жиров и липидов и более 50 % структурного белка. В белковых и липоидных слоях находятся ферменты, которые катализируют биохимические реакции в митохондриях. Часть митохондриальных ферментов, принимающих участие в окислительном фосфорилировании, довольно легко экстрагируется водой, солевыми растворами (КС1). К их числу можно отнести цитохром С и некоторые дегидрогеназы цикла Кребса. Экстракция других [c.369]

Несмотря на то что каждому типу мембран присущи определенные липидные и белковые компоненты, основные структурные и функциональные особенности, обсуждаемые в этой главе, характерны как для внутриклеточных, так и для плазматических мембран. Прежде всего нам хотелось бы рассмотреть структуру и организацию главных компонентов всех биологических мембран - липидов, белков и углеводов. Затем мы обсудим механизмы, используемые клетками для транспорта малых молекул через плазматическую мембрану, а также способы поглощения и выделения клетками макромолекул и крупных частиц. В последующих главах будут проанализированы некоторые дополнительные функции плазматической мембраны роль в клеточной адгезии (гл. 14) и в сигнальных функциях (гл. 12). [c.349]

Получены сведения о взаимодействии ЛДГ со структурными белками мышц и миофибриллами, субклеточными частицами, искусственными подложками, микросомами и мембранами саркоплазматического ретикулума. [c.174]

Рассматривать динамичность бислоя мембраны без связи с белками нельзя. При липидных структурных перестройках в процесс вовлекаются интегральные, периферические и поверхностные белки мембраны. Более того, белки могут выступать в роли триггеров температурных структурных перестроек мембран, и белку часто принадлежит ведущая роль не только в инициации, но и в реализации структурной перестройки. [c.108]

Было установлено, что внутри митохондрий синтезируются только мембранные структурные белки, а синтез растворимых белков, например, ферментов цикла Кребса, осуществляется вне митохондрий, на рибосомах эндо-плазматической цепи. Синтез белков электронтранспарт-ной цепи (напирмер, цитохрома с) тоже происходит вне митохондрий. Затем эти белки транспортируются внутрь митохондрий с затратой энергии гидролиза нуклеозидтри-фосфатов (АТФ и, вероятно, УТФ). [c.71]

Среди различных типов белок-белковых взаимодействий можно выделить несколько групп. Во-первых, взаимодействие химически идентичных мономеров, ведущее к образованию олигомерной молекулы фермента. Таким образом построены молекулы альдолазы и ГАФД из мышц кролика и многие другие ферменты. К другому типу взаимодействия относится формирование олигомерной молекулы из различных субъединиц, как это имеет место, например, в случае протеинкиназы из мышц. Третий тип белок-белковых взаимодействий — образование надмолекулярных комплексов, т. е. комплексов между различными белками. В частности, подобные взаимодействия имеют место между некоторыми ферментами гликолиза, между ферментами и структурными белками, между ферментами и мембранами. [c.389]

По зарубежнь данны.м, И. является ОВ. Он обладает разносторонним физиол. действием. Общее отравление организма обусловлено нарушениями углеводного обмена и биоэнергетич. процессов из-за угнетения ипритом фер.мента гексокиназы. Кожно-нарывное действие И. проявляется вследствие его способности алкилировать структурные белки клеточных мембран, изменяя их проницаемость. Алкилирующим действием И. объясняются также его мутагенные св-ва. И. поражает организ.м в виде пара, аэрозоля и капель при любых видах аппликации. Миним. доза, вызывающая образование нарывов на коже, составляет 0,1 мг/см . Легкие поражения глаз наступают при концентрации 0,001 мг/л и экспозиции 30 мин. Смертельная доза при действии через кож-у 70 мг/кг (скрытый период действия до 12 ч и более). Смертельная концентрация при действии через органы дыхания в течение 1,5 ч-ок. 0,015 мг/л (скрытый период 4-24 ч). Впервые И. был применен Германией как ОВ в 1917 ) бельгийского города Ипр (отсюда назв.). Защита от И.-противогаз и ср-ва защиты кожи. в. и. Емельянов. [c.271]

Молекулярная организация мембран. Структурная основа М. 6-липидный бислой. В продольной плоскости м.б. представляет собой СЛ0ЖН5ГЮ мозаику из разнообразных липидов и белков, причем их распределение по пов-сти М. б. неоднородно. В нек-рых М. б. имеются обширные участки липидного бислоя, практически свободные от белков (напр., в эритроцитах белки занимают только 35% площади пов-сти всей М.б., в микросомах-23%). При высоком содержании белка в М. б. липиды не образ5тот сплошной бислой, а располагаются в виде отдельных вкраплений между белковыми молекулами. Сам липидный бислой в мембране может иметь доменную структуру в результате, напр., сосуществования несмешиваемых липидных фаз, находящихся в двух разл. физ. состояниях - гелевом и жидкокристаллическом. Часть липидов в М. 6. может находиться также в составе т. наз. небислойных фаз (мицеллярная фаза, гексагон. фаза и др.). Ассоциации липидов в М.б. способствует также их взаимод. с многозарядными катионами (Са " , Mg и др.), периферич. белками, нек-рыми мембраноактивными в-вами (напр., гормонами). [c.30]

Так, в растительной клетке белки образуют макромолеку-лярный остов цитоплазматического матрикса, ядерных структур, основное вещество, или строму митохондрий и пластид. В соединении с липидами они участвуют в построении всех мембранных систем плазмалеммы, эндоплазматического ретикулума, ядер-ной оболочки, аппарата Гольджи, мембраны митохондрий и пластид. Различные белки обнаруживаются даже в скелетной перегородке, называемой пектоцеллюлозной оболочкой, которая окружает клетку. Кроме того, к этим структурным белкам добавляются ферментные белки, более или менее характерные для того или иного клеточного компартмента. [c.125]

На долю белков приходится больше половины сухой массы мембран. К мембранам с наиболее высоким содержанием белка относятся бактериальные ЦПМ. При изучении их белкового состава не было обнаружено какого-либо универсального структурного белка. ЦПМ Es heri hia oli содержит 27 основных и множество минорных белков, но ни один из основных белков не присутствует в преобладающих количествах. Поскольку ЦПМ прокариот многофункциональна и участвует в осуществлении разнообразных ферментативных процессов, был сделан вывод, что мембранные белки — это, как правило, ферменты. По аминокислотному составу мембранные белки не отличаются от других клеточных белков, за исключением того, что в них содержится мало (иногда следы) цистеина. [c.48]

Среди структурных белков необходимо прежде всего упомянуть макромолекулы, составляющие остов многих ткаией и органов и определяющие их механические свойства коллаген соединительных тканей, костей и суставов, эластин связок, а-кератин кожи, волос, ногтей, рогов и перьев, склеротии наружного скелета насекомых, фиброин шелка. Эта группа может быть дополнена протеогликанами клеточных стенок бактерий, белквми оболочек вирусов, некоторыми мембранными и рибосомальными белками. Отметим, что приписываемая многим белкам чисто структурная функция часто связана лишь с недостаточным уровнем знаний об их других, более специфических функциях. [c.22]

Мысль о том, что с мембранами связаны белки, высказал впервые Дж. Даниелли в 1935 г. в связи с необходимостью объяснить явное расхождение между поверхностным натяжением на границе раздела масло — вода и мембрана — вода. Хотя в то время какая-либо информация о мембранных белках отсутствовала, Дж. Даниелли и X. Давсон в том же 1935 г. выдвинули гипотезу об общем принципе структурной организации клеточных мембран, в соответствии с которым мембрана представляется как трехслойная структура (рис. 312) —своеобразный сэндвич, где двойной слой ориентированных одинаковым образом липидных молекул заключен между двумя слоями глобулярного белка, формирующего границу мембраны с водой. Предполагалось, что в этой структуре саязывание липидов с белками осуществляется за счет полярных взаимодействий. Поскольку толщина мембраны в то время не была известна, считалось, что пространство между двумя липидными монослоями может быть заполнено липоидным, жироподобным материалом. [c.581]

Э. Гортер и Ф. Грендель выдвинули представление о липидном бислое как о полупроницаемом барьере, окружающем клетку. Представление о том, что с мембранами связаны белки, впервые в 1935 г. высказал Дж. Даниелли. В том же 1935 г. Дж. Даниелли совместно с X. Даусоном выдвинули гипотезу об общем принципе структурной организации клеточных мембран как трехслойной структуре — своеобразном сэндвиче, где двойной слой ориентированных одинаковым образом липидных молекул заключен между двумя слоями глобулярного белка, формирующего границу мембраны с водой. [c.33]

Кожно-нарьшное действие объясняется, по-видимому, взаимодействием И. со структурными белками клеточных мембран. Являясь алкилирующим агентом, [c.812]

Необходимо отметить, что свет повышает интенсивность синтеза белка различных групп в разной степени. Так, если в процессе зеленения содержание растворимых белков и белков электронтранспортных цепей увеличивается часто в десятки раз (соответственно повышается активность ферментов цикла Кальвина и оксидоредук-таз), то содержание структурных белков изменяется в меньшей степени. Создается впечатление, что структурные мембранные белки могут с достаточно высокой интенсивностью синтезироваться в темноте. Отражением этого можно считать появление мембранных систем (пропластид) в этиолированных проростках в темноте. Освещение приводит к усложнению их структуры. Проявлением неравномерного индуцирования светом синтеза белков различных групп можно считать изменение в процессе зеленения электрофоретической подвижности, В яз-кости, аминокислотного состава белков. Осипова (1960) [c.70]

Третья важнейшая функция белков — структурная. Клетка не может быть уподоблена сосуду, в котором попросту перемешаны в растворе все метаболиты п ферменты, — она разделена на множество органелл, защищенных белковьши, часто лппопротеиновьши, мембранами, наделенными ферментативной активностью, препятствующими свободному проникновению растворенных веществ. Внешняя оболочка клетки также является липопротеидной мембраной с весьма селективной проницаемостью. Большинство ферментов в клетке находится внутри тех или иных органелл. Поэтому и все биохимические процессы локализованы в определенных местах. Продолговатые, довольно крупные тела (длиной около 0,5 х) — митохондрии содержат в себе ферменты окисления и окислительного фосфорилирования, т. е. катализаторы реакций, в которых запасается энергия, потребляемая клеткой. Маленькие круглые образования (диаметром 150— 200 х ) — микросомы пли рибосомы содержат в себе ферменты, необходимые для синтеза белков. В ннх главным образом локализованы процессы синтеза белка. Задача, выполняемая структурными белками клетки, с одной стороны, чисто архитектурная белки служат материалом, из кото рого строится то или иное морфологическое образование. С другой стороны, они регулируют прохождение различных веществ внутрь органелл, т. е. осуществляют так называемый активный транспорт различных веществ, идущий часто против градиента концентрации, т. е. в сторону, противополон ную диффузии. В высших организмах, в которых произошла дифференциация и специализация тканей, некоторые структурные белки присутствуют в значительных количествах, образуя специальные типы тканей. Таков, например, коллаген, фибриноген крови, склеропротеин роговицы глаза и т. п. Изучение своеобразного молекулярного строения этих белков показывает его тесную связь с выполняемой ими функцией. В этом случае мы также имеем основание говорить о функциональной активности, разыгрывающейся на молекулярном уровне. [c.5]

Подробно функции хлоропластов рассматриваются в главе Фотосинтез . Здесь же отметим, что ламеллы хлоропластов представляют собой липопротеидный комплекс, построенный аналогично таковым митохондрий. В отличие от последних у хлоропластов между чередующимися друг с другом белковыми и фос-фолипидными слоями заключены молекулы зеленых и желтых пигментов. Одной из составных частей мембранных белков хлоропластов является структурный белок, на долю которого приходится около 10% от общего количества белка хлоропласта. Этот белок идентичен структурному белку митохондрий и так же, как последний, ответствен за процессы набухания я сокращения объема хлоропластов при помещении их в растворы разной тонич-ности. Ббльщая часть белков хлоропластов принадлежит липопро-теидам, доля водорастворимых белков незначительна. Данные последних лет свидетельствуют о наличии в хлоропластах нуклеиновых кислот — низко- и высокомолекулярной РНК, а также специфической ДНК. Обладают хлоропласты собственными рибосомами. [c.52]

Эти два модуля — важнейшие характеристики мембран при механических воздействиях. Можно оценить модуль изотермического поверхностного сжатия бислоя в водной фазе, сравнивая площадь, занимаемую молекулой в естественном нена-тяженном состоянии, и собственную площадь молекулы, или исключенную площадь. Например, модуль поверхностного упругого сжатия лецитинового бислоя 1,5 10 Н/см. В природных мембранах упругие свойства могут существенно изменяться за счет структурных белков. Так, в мембране эритроцитов липидный бислой поддерживается сетью гибких молекул структурного белка спектрина. Модельные расчеты и непосредственные механические измерения на мембранах эритроцитов указывают, что поверхностный модуль упругого сжатия этих мембран равен (3 Ч- 4) 10 Н/см, а поверхностный модуль сдвига 10 Н/см. Отсюда следует, что значение модуля сдвига примерно на четыре порядка ниже по сравнению с поверхностным модулем упругого сжатия природных мембран. Это означает, что клеточные мембраны сильно сопротивляются изменению поверхностной плотности или площади, но легко деформируются без изменения площади мембраны. [c.27]

Хотя основные структурные особенности биологической мембраны определяются свойствами липидного бислоя, большинство их специфических функций осуществляется белками. Вот почему типы белков и их количества в мембране сильно варьируют в миелиновой мембране, которая служит преимуществеппо для изоляции аксонов. Белки составляют менее 25% массы мембраны, а в мембранах, связанных с процессами превращения энергии (например, во впутреппих мембранах митохондрий и хлоропластов) па их долю приходится около 75% массы мембраны. В обычной плазматической мембране количество белков равно приблизительно половине ее массы, г е. значение этого показателя средпее между указанными выше крайними величинами. Поскольку размер липидной молекулы весьма мал по сравнению с размерами молекулы белка, можно сделать вывод, что в мембране всегда содержится значительно больше молекул липидов, чем белков. Например, если белки составляют 50% массы мембраны, то на одну молекулу белка приходится приблизительно 50 липидных молекул. [c.360]

Косвенным подтверждением способности мембран к структурным перестройкам является высокая чувствительность хлоропластов к таким факторам внешней среды, как солевой состав, pH и освещение. Хлоропласт, по-видимому, не является простой осмотической ячейкой, поскольку монотонное повышение осмолярности среды вызывает то набухание, то сокращение его объема. Характерно, что способность к набуханию сильно зависит от концентрации водородных ионов. Минимальное набухание наблюдается при рН = 3,5, т. е. при нзоэлектриче-ской точке структурных белков. Все это наводит на мысль о потенциальной способности хлоропластов пре- [c.101]

Понятно, что для каждого отдельного сенсибилизатора и биологического объекта первично повреждаются не все, а одна или несколько определенных, наиболее чувствительных жизненно важных структур (функций). Следствием первичного повреждения слабого места являются нарушение других структур (функций) и в пределе гибель клетки или организма. Какие молекулярные структуры клетки повреждаются в первую очередь, определяется, с одной стороны, природой красителя, с другой — особенностями биологического объекта проницаемостью клеток для хромофора и его микрорас пределением внутри клетки (комплексирование с макромолекулами). Иными словами, в каждом конкретном случае (определенный краситель и определенный биологический объект) могут первично повреждаться самые различные молекулярные структуры структурные белки мембран, различные ферменты, фосфолипиды, РНК, ДНК. [c.339]

Механизмы аутосомно-доминантных наследственных болезней значительно более разнообразны, чем механизмы ауто-сомно-рецессивных заболеваний. Высказывалось предположение, что аутосомно-до-минантные заболевания вызываются мутациями в генах структурных белков [132]. Это предположение выглядит еще более правдоподобным, если к числу структурных белков относить мембранные белки и рецепторы. Однако во многих случаях механизмы аутосомно-доминантных заболеваний остаются невыясненными. Мы не знаем, например, каким образом аномалия одно-го-единственного гена способна приводить к столь многочисленным проявлениям, как при нейрофиброматозе и туберозном скле- [c.119]

Необходимо отметить, что клетки грамотрицательпых микроорганизмов окружены наружной мембраной, которая является барьером для проникновения большинства гидрофильных (и некоторых гидрофобных) веществ. Избирательная нро1Шцаемость наружной мембраны обеспечивается двумя основными способами образованием гидрофильных каналов , или пор , с помощью специальных структурных белков (поринов), обеспечивающих проникновение гидрофильных веществ с молекулярной массой до нескольких сотен дальтон, а также локализацией в наружной мембране ряда специфических транспортных систем (для ионов железа, мальтозы, витамина В12, нуклеозидов). [c.52]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология