Интегральные мембранные белк

ЦИИ трансляции не проходит далее сквозь мембрану, а остается вставленным в мембрану как трансмембранный белок. Можно привести еще ряд аналогичных примеров интегральных мембранных белков, синтезируемых с отщепляемой N-концевой сигнальной последовательностью (гемагглютинин вируса гриппа, тяжелая цепь антигенов гистосовместимости А и В, гликофорин А красных кровяных клеток, цитохром Р-448 и т. д.). Получается, что в синтезе как секреторных, так и интегральных мембранных белков используется один и тот же механизм сигнального пептид-мембранного узнавания, вхождения растущего пептида в мембрану и затем отщепления N-концевого сигнального фрагмента, но терминация трансляции может приводить либо к прохождению конечного продукта сквозь мембрану в случае водорастворимых секреторных белков, либо к его солюбилизации в мембране в случае более гидрофобных белков, предназначенных для внутримембранной локализации. Белки, оставшиеся в мембране. эндоплазматического ретикулума, далее могут подвергаться посттрансляционному транспорту через секреторные пузырьки в мембранные структуры других типов, включая клеточную плазматическую мембрану. [c.281]

Интегральные мембранные белки сами по себе, по-видимому, всегда асимметричны. Неизвестно ни одного примера, когда белковая молекула была бы целиком заключена между липид- [c.78]

Реакционный центр фотосинтезирующих бактерий является единственным комплексом интегральных мембранных белков, полученным в виде высокоупорядоченных кристаллов. Рентгеноструктурный анализ этих кристаллов позволил рассчитать карту электронной плотности с разрешением в 0,3 нм и получить модель пространственного строения простетических групп. Карта алектронной [c.635]

Рис. 12-17. Мембранные белки. Периферические (внешние) белки легко отделяются от мембраны, тогда как интегральные мембранные белки плохо экстрагируются водными растворами.

Экстракция интегральных мембранных белков. В отличие от цитоплазматических [c.352]

Большое значение имеют здесь гидрофобные участки а-спиралей пептидов, которые непосредственно обеспечивают взаимодействие с липидами. По-видимому, модель действия ГА несет в себе достаточно общие черты, которые отражают активную роль интегральных мембранных белков в слиянии двух липидных бислойных мембран и в других случаях. [c.46]

Большинство мембранных белков являются интегральными компонентами мембран (они взаимодействуют с фосфолипидами) почти все достаточно полно изученные белки имеют протяженность, превышающую 5—10 нм,— величину, равную толщине бислоя. Эти интегральные белки обычно представляют собой глобулярные амфифильные структуры. Оба их конца гидрофильны, а участок, пересекающий сердцевину бислоя, гидрофобен. После установления структуры интегральных мембранных белков стало ясно, что некоторые из них (например, молекулы белков-переносчиков) могут пересекать бислой многократно, как это показано на рис. 42.7. [c.132]

Интегральные мембранные белки не пересекают мембрану целиком по-видимому, этому препятствует гидрофильная якорная последовательность на С-конце. Секретируемые же белки проходят сквозь мембранный бислой полностью и высвобождаются в просвет эндоплазматического ретикулума. К моменту их поступления внутрь везикулы углеводные остатки уже оказываются связанными с ними. Впоследствии секретируемые белки обнаруживаются в просвете аппарата Г ольджи, где происходит модификация их углеводных цепочек, а затем они перемещаются к специфическим внутриклеточным органеллам или клеточным мембранам либо секретируются. Некоторые белки пересекают одну мембрану, а затем заякориваются в другой, соседней мембране, например внутренней мембране митохондрий. [c.136]

Гидрофобная последовательность аминокислот на С-конц НА требуется для погружения белка в наружную мембрану клетки. Отделение этой последовательности превращает НА из интегрального мембранного белка в секреторный белок. Из этого следует, что, за исключением сигнальных последовательностей, не существует уникальной области аминокислот, общей для всех секреторных белков, которая автоматически придает им способность секретироваться. [c.184]

Теперь мы обратимся к краткому рассмотрению того, как описанные фотохимические изменения превраш,аются в электрический импульс, который стимулирует мозг. Существуют доказательства, что одиночный квант света может вызвать раздражение палочки сетчатки. Однако поглощение одного кванта еще не создает эффекта зрения. Для этого требуется попадание нескольких квантов (согласно разумной оценке, от двух до шести квантов) в одну и ту же палочку в течение относительно короткого временного промежутка. Но даже в этом случае процесс весьма эффективен, а энергия конечной реакции существенно превосходит энергию, поглощенную зрительным пигментом. Поглощение света инициирует цепь реакций, черпающих энергию из метаболизма. Тем самым зрительное возбуждение является результатом усиления светового сигнала, попадающего в сетчатку. Фоторецептор служит биологическим эквивалентом фотоумножителя, который преобразует кванты света в электрический сигнал с большим усилением и низким шумом (см. гл. 7). И фоторецептор, и фотоумножитель достигают большого коэффициента усиления с помощью каскада стадий усиления. Зрительные пигменты представляют собой интегральные мембранные белки, которые находятся в плазме и мембранах дисков внешнего сегмента фоторецептора. Фотоизомеризация ретиналя вызывает серию конформационных изменений в связанном с ним белке и тем самым образует или раскрывает ферментативный активный центр. Следует каскад ферментативных реакций, которые в конце концов дают нервный импульс. Электрический ответ начинается с кратковременной гиперполяризации, вызванной закрытием нескольких сотен натриевых каналов в плазматической мембране. Таким способом молекулы-посредники (мессенджеры) передают информацию от диска рецептора к мембране плазмы. Вероятным кандидатом на роль мессенджера является богатый энергией циклический фосфат цГМФ (гуанозин-3, 5 -цикломонофосфат), возможно, в сочетании с ионами Са +. Было показано, что катионная проводимость плазматических мембран палочек и колбочек прямо контролируется цГМФ. Таким образом светоиндуцированные структурные изменения диска активируют механизм преобразования, который сам генерирует потенциал, распространяющийся по плазматической мембране. В настоящее время детали механизмов преобразования и усиления продолжают исследоваться. Была предложена схема, основной упор в которой делается на центральную роль фосфодиэстеразы в процессе контроля за кон- [c.241]

Перенос электронов по дыхательной цепи митохондрий завершает цитохромоксидаза (цитохром сЮг-оксидоредуктаза, комплекс IV), катализирующая реакцию восстановления молекулярного кислорода до воды. Донором электронов для фермента служит ферроцитохром с. Реакция специфически блокируется цианид- и азид-ионами, а также окисью углерода. Цитохромоксидаза прочно связана с внутренней мембраной митохондрий и является интегральным мембранным белком в раствор фермент может быть высвобожден лишь после растворения мембраны высокими концентрациями детергентов. В нативной мембране, а также в растворах неионных детергентов (тритон Х-100, твин-80, Emasol-1130) цитохромоксидаза присутствует в виде высокоактивного димера. Некоторые воздействия (рН>8,5, высокие концентрации солей и неионных детергентов) вызывают появление мономерных форм фермента. Каталитическая активность цитохромоксидазы зависит от степени агрегации молекулы фермента. [c.432]

Ангиотензин II - основной действующий элемент ренин-ангиотен-зиновой системы, регулирующий водно-солевой обмен в организме млекопитающих. Общий эффект, производимый пептидом широкого спектра действия в организме, складывается из суммы разнообразных откликов, характер которых зависит от органов и тканей, на которые действует гормон. Имеющийся экспериментальный материал свидетельствует о том. что АТ II, как и большинство других гормонов, полифункционален. Малая изученность рецепторов пептидных гормонов, являющихся, как правило, интегральными мембранными белками, оставляет нерешенным вопрос о причине полифункциональности пептидных гормонов. Согласно одной точке зрения способность гормона стимулировать различные процессы в разных частях организма объясняется наличием нескольких специфических для данного гормона рецепторных белков, согласно другой - каждый гормон образовывает комплекс только с одним специфическим рецептором и. следовательно, вызьшает всегда одно и то же аллостерическое изменение его конформации. В этом случае полифункциональность гормона объясняется уже не спецификой гормон-рецепторных взаимодействий, а осо- [c.566]

Р1нтересный класс липопротеинов — белки липидного обмена— был открыт в лаборатории ван Деенена. Эти липопротеи-ны способны удалять липид из мембран или включать его в них. В печени, например, были найдены белки обмена, которые преимущественно переносят фосфатидилхолин между липосомами и клеточными мембранами. В мозге найдены два белка, специфичных к фосфатидилинозиту [22]. И хотя не наблюдалось полного транспорта какого-то вида липидов, совершенно-очевидно, что эти белки не имеют отношения к формированию мембран они играют, по-видимому, важную роль лишь в поддержании правильного липидного состава. В гомогенном состоянии получены многие белки этого класса с М 12000- 30 000 [22, 23]. Однако мы отклонились от обсуждения липид-белковых взаимодействий интегральных мембранных белков вернемся же к этому вопросу. [c.81]

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]

Пептидные гормоны (гл. XXVI) могут образовывать комплексы (тип 2) с мембранами. Структуры типа 3 характерны для интегральных мембранных белков, пронизываюш их мембраны своими а-спиралями (бактериородопсины, гл. XXIX). [c.10]

В экспериментах, проведенных в 1974 г., было очень наглядно показано, как работает АТР-синтетаза К тому времени уже были разработаны методы введения интегральных мембранных белков, предварительно солюбилизированных с помощью детергента, в липидные пузырьки (липосомы), приготовленные из очищенных фосфолипидов (см. разд. 6.1.2). Это позволило создать гибридную мембрану, которая одновременно содержала очищенную митохондриальную АТР-синтетазу и бактериородопсин, выполняющий у бактерий функцию светозависимого протонного насоса (см. разд. 6.2.7). При освещении таких пузырьков протоны, накачиваемые внутрь бактериородопсипом, выходили наружу через АТР-синтетазу, и в результате в окружающем растворе накапливался АТР (рис. 7-25). Так как прямое взаимодействие между бактериальным протонным насосом и АТР-синтетазой млекопитающих вряд ли возможно, этот эксперимент указывает на то. что и в митохондриях активный перенос протонов и синтез АТР - это, по всей вероятности, два раздельных процесса в общем механизме окислительного фосфорилирования. [c.448]

Внутриклеточные компартменты, общие для всех эукариотических клеток, показаны на рис. 8-1. Ддро содержит основную часть генома и является главным местом синтеза ДНК и РНК. Окружающая ядро цитоплазма состоит из цитозоля и расположенных в нем цитоплазматических органелл. Объем цитозоля составляет чуть больше половины от общего объема клетки. Именно в нем синтезируется белок и протекает большинство реакций так называемого промежуточного обмена - т. е. реакций, в которых одни малые молекулы разрушаются, а другие образуются, обеспечивая необходимые строительные блоки для синтеза макромолекул. Около половины всех мембран клетки ограничивают похожие на лабиринт полости эидоплазматического ретикулума (ЭР). На обращенной к цитозолю стороне ЭР находится множество рибосом. Эти рибосомы заняты синтезом интегральных мембранных белков и растворимых белков, предназначенных для секреции или для других органелл. В ЭР также синтезируются липиды для всей остальной клетки. Аппарат Гольджи состоит из правильных стопок уплощенных мембранных мешочков, называемых цистернами Гольджи он получает из ЭР белки и липиды и отправляет эти молекулы в различные пункты внутри клетки, попутно подвергая их ковалентным модификациям. Митохондрии и хлоропласти растительных клеток производят большую часть АТР. используемого в реакциях биосинтеза, требующих поступления свободной энергии. Лизосомы содержат пищеварительные ферменты, которые разрушают отработанные органеллы, а также частицы и молекулы, поглощенные клеткой извне путем эндоцитоза. На пути к лизосомам поглощенные молекулы и частицы должны пройти серию органелл, называемых эндосомами. Наконец, пероксисомы ( известные также [c.6]

Р-450 монооксигеназная система широко распространена в природе. Обнаружено, что у млекопитающих она связана со всеми мембранными фракциями клетки, главным образом с эндоплазматическим ретикулумом и митохондриями. Цитохомы Р-450 относятся к особому суперсемейству ферментов-монооксигеназ и представляют собой амфипатические белки молекулярной массой 57 кДа (500 аминокислот). Цитохромы Р-450 из эндоплазматического ретикулума являются интегральными мембранными белками, заякоренными в мембране с участием одного или двух трансмембранных сегментов, расположенных на N-конце молекулы. Большой каталитический гем-содержащий домен цитохрома Р-450 расположен на цитоплазматической поверхности мембраны эндоплазматического ретикулума (Bla k, 1992). [c.41]

Используя приведенные выше данные, можно провести сравнение пространственных структур ряда функционально неродственных белков, таких, как, например, Ка , К+-АТРаза почек, белок быстрых натриевых каналов и аденилатциклаза мозга. Их объединяет то, что все они относятся к интегральным мембранным белкам и выполняемые ими функции имеют трансмембранный характер перенос веществ или передача химических сигналов. По-видимому, благодаря этому их пространственная организация имеет ряд общих особенностей. Все они содержат в своем составе гидрофобный сегмент, локализованный в средней части молекулы. Значительные части полипептидной цепи экспонированы на обеих мембранных поверхностях. Причем в некоторых случаях, таких, как, например, аденилатциклаза, одна полипептидная цепь образует три последовательно расположенных домена надмембранный, мембранный и внутриклеточный. В других, — например, Ка" , К -АТРаза, внутриклеточный домен образован а-субъе-диницей, тогда как Р-субъединица экспонирована практически целиком на внешней мембранной поверхности. Аналогичные особенности строения прослеживаются также и для других белков, функции которых имеют трансмембранный характер (ацетилхолиновый рецептор, цитохром-с-оксидаза или цитохром-редуктаза). [c.214]

Со временем, по мере развития молекулярной биологии, количество белков, их комплексов друг с другом, нуклеиновыми кислотами, липидами, углеводами и т.д., проявляющих склонность к структурной самоорганизации, постоянно росло. Недавно перечень многочисленных водорастворимых глобулярных белков с хорошо известной способностью к обратимой денатурации впервые пополнился несколькими интегральными мембранными белками, пространственное строение которых также удалось успешно ренатурировать Дж. Попоту и соавт. [ 167], Т. Серри и Ф. Янигу [168]. Таким образом, становилось все более [c.409]

Водорастворимые сигнальные молекулы, в том числе все известные нейромедиаторы, пептидные гормоны и факторы роста, присоединяются к специфическим белковым рецепторам на поверхности клеток-мишеней. Поверхностные рецепторы связывают сигнальную молекулу (лиганд), проявляя большое сродство к ней, и это внеклеточное собьггие порождает внутриклеточный сигнал, изменяюший поведение клетки. Поскольку эти рецепторы являются нерастворимыми интегральными мембранными белками и составляют обычно менее 1% обшей массы белков плазматической мембраны, их трудно вьщелить и ИЗУЧИТЬ. [c.261]

Периодическая блочная структура. Модель предпола1ает сущес1воиа 1ие в мембранах повторяющихся структурно-функциональных блоков, что вытекает из требований реализации механизмов переноса энергии в белках и учитывает симметрию олигомерных мембранных белков. Периодичность структуры биомембран подтверждается данными электронной микроскопии и РСА, причем преобладающей является периодическая структура типа гексагональной решетки, в основе которой лежат тримерные или гексамерные интегральные мембранные белки [22, 25,30, 37, 43,, 51—531. Согласно модели, она охватывает всю структуру мембраны (см. рис. 12), хотя белковый состав по обе стороны может быть различным. Не исключается также и асимметрия липидов в мембранах [34], но, учитывая возможность иной интерпретации работ [21, 55], к этим данным необходимо относиться с осторожностью. Предлагаемая зонно-блочная модель может служить, в какой-то мере, физикохимической основой представлений о функциональных блоках в биомембранах, развиваемых А. М. Уголевым [14] [c.164]

Фибронектин нельзя относить к интегральным мембранным белкам, поскольку он может быть удален с клеточной поверх-, ности при обработке клеток 1 М мочевиной. Молекулы фибронектина весьма гибки и состоят из нескольких, лабильно связанных доменов (Alexander et al., 1978). На клеточной поверхности фибронектин образует относительно неподвижную фибриллярную сеть, связанную через мембрану клетки с элементами цитоскелета (Lasarides et al., 1979). [c.27]

Эти рецепторы образуют комплекс с мембранными GTP-свя-зывающими белками (G-белками). Первичными сигналами для этих рецепторов служат низкомолекулярные гормоны и нейротрансмиттеры (адреналин, норадреналин, ацетилхолин, серотонин, гистамин), пептидные и белковые гормоны (адренокортикотроп-ный гормон, соматостатин, вазопрессин, гонадотропные гормоны). Один и тот же первичный мессенджер может инициировать передачу сигнала с участием последовательности разных рецепторов G-белков. Эти рецепторы представляют собой мономерные интегральные мембранные белки, полипептидная цепь которых семь раз пересекает клеточную мембрану. При связывании лиганда с рецептором изменяется конформационное состояние комплекса рецептор G-белка — G-белок. В результате облегчается обмен связанного с G-белком GDP на GTP (рис. 15). Активиро- [c.67]

Они представляют собой интегральные мембранные белки, полипептидные цепи которых несколько раз пронизывают липидный бислой- Связывание агониста с рецептором приводит к открыванию канала и селективному изменению ионной проницаемости мембраны. К таким рецепторам — ионным каналам относят лигандуправляемые ионные каналы, являющиеся рецепторами нейротрансмиттеров (см. табл. 8). [c.70]

На рис. 33 представлены результаты исследования ферментативной активности мембранной АХЭ в присутствии конканавалина А из канавалии мечевидной (Сопсапауа11а ensiformis) в концентрациях 0,4 и 0,8 моль/л. Конканавалин А относится к классу лектинов, связывание которых с поверхностью плазматической мембраны клеток имеет самые разнообразные последствия, например, вызывает изменение в расположении поверхностных белков и гликопротеинов, физическом состоянии липидов мембран, проницаемости их для различных веществ и активности мембранных ферментов (см. раздел 1.3). Конканавалин А, избирательно модифицируя структурно-функциональное состояние интегральных мембранных белков, способен изменять и фоточувствительность АХЭ. [c.151]

Классификация, структура, функции и локализация мембранных йвлков. Структурно-функциональная организация мембранного каркаса эритроцитарной клетки. Характеристика основных белков эритроцитарной мембраны спектрина, актина, белка полосы 3, гликофоринов и др. Понятие о векторных ферментах биомембран. Структура, функциональные и некоторые физикохимические свойства интегральных мембранных белков на примере Ма" , К" -АТФазы и ацетилхолинэстеразы. [c.282]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология