Каналы ионные воротные токи

Природа, воротных токов может состоять в том, что асимметричный ток смещения обусловлен не перемещением заряженных групп через мембрану, а кооперативным изменением ориентации диполей, выстилающих внутреннюю полость канала. Прохождение иона через канал зависит от его взаимодействия с дипольными группировками, которое определяет электростатическую энергию иона (см. 5 гл. XX). Переориентация диполей может существенно изменить энергию взаимодействия иона с окружением в канале и тем самым вероятность попадания иона в канал. Кроме того, изменение ориентации диполей может сопровождаться конформационной перестройкой, изменяющей геометрию канала, что может также сказаться на концентрации ионов в канале и их подвижности, т. е. на пропускной способности канала. [c.187]

Для следующего этапа преобразования — превращения изменений в молекулярном рецепторе в изменение мембранного потенциала рецепторной клетки — хотя бы созданы концептуальные модели. На рис. 11.2 представлены некоторые предполагаемые механизмы для трех типов рецепторов. В каждом случае можно видеть канал или равноценную ему структуру, позволяющую потоку ионов проходить через мембрану. Канал регулируется воротной молекулой. В хеморецепторе особая молекула заставляет рецепторную молекулу отодвинуть воротную молекулу, тем самым пропуская поток ионов через канал. В механорецепторе, как полагают, растяжение мембраны расширяет канал, пропуская в него ионный ток. В фоторецепторе позвоночного животного ионный ток происходит главным образом в темноте и блокируется действием света на мембраны дисков в рецепторе. [c.272]

Для обнаружения воротных токов с помощью блокаторов ТТХ и ТЭА, а также заменой ионов Ма в наружном растворе на ионы триса, исключали ионные токи затем ступеньками меняли напряжение на мембране и регистрировали появление воротного тока натриевого канала, который оказался в 10 раз слабее натриевого тока. [c.96]

Моделировались движения молекул воды в узкой части поры канала К+ ( 0,3 нм-0,5 нм), через которую проходят ионы (Грин, 1991). Оказалось, что наличие в стенках каналов заряженных групп белка (СОО , МН ) так изменяет характер движения воды внутри поры, переводя воду в связанное состояние, что молекулы воды закрывают узкое место канала и блокируют тем самым прохождение ионов. Подобные механизмы могут лежать в основе управления ионной проницаемостью канала (см. Воротные токи, гл. ХХП1). [c.124]

Особенности воротных токов. Расшифровка полной макромолекулярной структуры дает возможность понять механизмы, лежаш ие в основе кинетических закономерностей открытия, закрытия и инактивации ионных каналов. Основная проблема здесь состоит в идентификации конкретных молекулярных групп, выполняюш их роль воротных зарядов, которые соответственно изменяют свое состояние, переме-ш аясь под действием внешнего электрического поля. Мы уже видели роль зарядов в этих процессах в канале (гл. XXI, 7). Отметим, что цикл открытие-закрытие не связан с разрывом или образованием каких-либо ковалентных химических связей, а по-видимому включает каскад конформационных изменений белка канала. Пороговый характер и высокая скорость открытия отдельных закрытых каналов указывает также на согласованный кооперативный характер этих процессов. [c.184]

Проводимость каналов. Воротные токи. Изменение потоков Ма и К ( На и г к) во время потенциала действия (рис. 16.1) обеспечивается двумя типами ионных каналов для Ма и К, проводимость которых по-разному меняется в зависимости от электрического потенциала на мембране. Ма - проводимость быстро нарастает и затем быстро экспоненциально уменьшается. Калиевая проводимость нарастает по 5-образной кривой и за 5 - 6 мс выходит на постоянный уровень. Восстановление натриевой проводимости до исходных значений происходит в 10 раз быстрее, чем калиевой проводимости. Вопрос о том, каким образом проводимость ионных каналов управляется электрическим полем, является одним из центральных в биофизике мембранных процессов. В модели Ходжкина - Хаксли предполагается, что проводимость для ионов Ма и К регулируется некоторыми положительно заряженными управляющими частицами, которые перемешаются в мембране при изменениях электрического поля. Смещение положения этих частиц в мембране зависит от приложенного потенциала и соответствующим образом открывает или закрывает ионный канал. Считается, что в случае калиевой проводимости имеются четыре активирующие канальную проводимость частицы. В случае Ма - канала предполагается наличие трех активирующих частиц, необходимых для открывания, и одной инактивирующей частицы-для закрывания канала. На основе этих предположений удалось построить математическую модель, с высокой точностью воспроизводящую нервный импульс. Главное достижение состоит в разделении трансмембранных токов на отдельные компоненты (г на и г к) и в экспериментальном изучении их свойств. В функциональной структуре канала были выделены элементы, ответственные за механизмы селекции ионов (селективный фильтр), активации (активационные ворота) и инактивации канала (инактивационные ворота) (рис. 16.2). Движение заряженных управляющих частиц в канале (воротных частиц) обнаруживается экспериментально по возникновению воротных токов. Они появляются в результате смещения частиц в мембране под влиянием наложенного на мембрану электрического импульса. Удалось обнаружить воротные токи смещения, связанные с частицами, отрывающими Ма-канал. Вместе с [c.154]

Как уже говорилось, открывание, закрывание и инак-тивирование каналов регулируется потенциалом на мембране. Очевидно, изменение потенциала приводит в движение какие-то заряженные участки ( ворота ) в канале, и это движение открывает или закрывает канал. Движение заряженных частиц должно сопровождаться слабым током, который предшествует основному току, вызванному движением ионов Na+или К+через канал. Такие очень кратковременные и слабые воротные токи сейчас обнаружены. [c.168]

А) Воротная функция одиночных Na-каналов. Нэтч-кламп регистрация токов одиночных Na-каналов в мышечном волокне мыши при ступенчатом сдвиге напряжения от —80 до —40 мВ. Регистрация в конфигурации клетка прикреплена в условиях деполяризации волокна ионами s. В верхней части рисунка изображены 10 последовательных записей токов при полосе пропускания фильтра 3 кГц. Верхняя запись тока отражает одновременное открывание двух каналов, остальные записи соответствуют открыванию лишь одного канала. Исследуемый мембранный фрагмент (пэтч) возможно содержит > 10 Na-каналов. Нижняя часть рисунка изображает токовую кривую, полученную в результате усреднения токов по ансамблю. [c.131]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология