Каналы в мембранах

Переносы могут происходить и против градиента концентрации — это так называемые активные переносы. Для их осуществления требуется энергия, доставляемая обычно АТФ. Действие переносчиков иногда сочетается с функциями особых каналов в мембране, которые способны изменять свои размеры и форму, способствуя тем самым активному переносу, как это показано на рис. 1У.10. [c.389]

Каков механизм действия медиатора на постсинаптическую мембрану В случае ацетилхолина он состоит в деполяризации мембраны и увеличении проницаемости по отношению к ионам натрия и калия. Собственно, это, по-видимому, те же изменения мембраны, которые обусловлены возникновением потенциала действия (гл. 5, разд. Б, 3) при проведении нервного импульса. Ацетилхолин связывается со специальным рецептором, в результате чего натриевые каналы в мембране каким-то образом открываются. Из электрических органов электрического угря недавно был выделен белок большого молекулярного веса, обладающий, по полученным данным, свойствами рецептора ацетилхолина [45]. Имея мол. вес 330 ООО, этот белок представляет собой, видимо, тример из субъединиц с мол. весом =110 000, в свою очередь состоящих из 2—4 пептидов с мол. весом 34 ООО—54 ООО. Каким образом функционирует этот рецептор, пока неизвестно (гл. 5, разд. В, 5). [c.332]

Можно ли хотя бы мысленно представить конструкцию протонного насоса и ориентированной АТРазы, приводимой в действие потоком электронов Мы рассмотрим только одну чисто гипотетическую модель. Чтобы нуклеофил V мог образовать богатую энергией связь Р прямой атакой атома фосфора Р , необходимо удалить ион ОН . При pH 7 вероятность такой реакции очень мала, но она может стать заметной при более низких pH. Таким образом, мы можем себе представить, что функция ориентированной АТРазы состоит в том, чтобы захватывать протон и специфически удерживать его вблизи атома кислорода, который должен быть элиминирован [уравнение (10-20)]. А как можно направить протон в точно нужное место Вероятно, он мог бы проходить по каналу в мембране, который и доставляет его в требуемый участок. Пожалуй, еще легче себе представить, что протон [c.420]

Каким же образом ионы переносятся через мембрану аксона (ср. 10.6) Посредством специальных переносчиков или по каналам в мембране Опыт решает эту альтернативу в пользу каналов. [c.378]

Из всего сказанного следует, что изучение ионных каналов в мембранах есть одна из важных задач современной биофизики Многое здесь еще совершенно не ясно. [c.381]

Пока представление о потенциале действия носило феноменологический характер, в дальнейшем необходимо рассмотреть лежащие в его основе молекулярные процессы. В гл. 6 эти вопросы обсуждаются подробно, здесь же рассмотрим лишь некоторые из них. В начале 50-х гг. английские физиологи Ходжкин и Хаксли исследовали потенциал действия и заложили основы современного понимания данного явления. Они показали, что первоначально падение потенциала (деполяризация) обусловлено утечкой ионов натрия (рис. 5.7). По достижении порогового значения ионные каналы в мембране открываются и пропускают ионы натрия. Последующая реполяризация происходит благодаря открытию специальных калиевых каналов и протока ионов калия в обратном направлении, т. е. изнутри наружу, одновременно закрываются натриевые каналы (инактивация). Из рис. 5.7 следует, что первоначально реполяризация превышает значение потенциала покоя, так как при равновесном потенциале для К+ мембрана характеризуется более высоким отрицательным зарядом, чем при потенциале покоя. Это наблюдаемое различие медленно исчезает в результате закрывания калиевого канала и восстановления натриевого потенциала покоя. Инактивация [c.117]

Минералокортикоиды, воздействуя на почки, регулируют водно-солевой обмен в организме. Самым активным в этой группе гормонов является альдостерон, обеспечивающий транспорт Na в почечных канальцах. Кроме того, он стимулирует выделение с мочой К" и иона аммония. Механизм действия альдостерона связан с увеличением числа натриевых каналов в мембранах почечных клеток, а также с индукцией синтеза АТФ, необходимого для транспорта ионов. [c.159]

Экспериментальное определение и численные значения коэф-> фициентов молекулярной диффузии. Обзоры экспериментальных методов определения коэффициентов диффузии в жидкостях приведены в литературе . Самым простым методом, точность которого достаточна в большей части случаев для практических целей, является метод, связанный с применением пористых мембран, наиболее часто изготовляемых из спекшегося стекла Растворы, имеющие различную концентрацию, помещают по обе стороны пористой перегородки, и диффузия происходит в порах мембраны. Каналы в мембране весьма узки и могут тормозить конвективные токи поэтому с помощью пористых мембран можно измерять истинную молекулярную диффузию. Мембрану калибруют, используя раствор с известным коэффициентом диффузии, так как ни длина пор, ни площадь их поперечного сечения неизвестны. [c.171]

По мере того как размер сообщающихся пор и каналов в мембране будет уменьшаться, движение газа будет замедляться. Когда [c.142]

При недостаточном потреблении воды, сильном потоотделении или после приема большого количества соли крайне чувствительные осморецепторы в гипоталамусе регистрируют повышение осмотического давления крови. Возникают нервные импульсы, которые передаются в заднюю долю гипофиза и вызывают высвобождение АДГ. С кровотоком гормон достигает почек, где повышает водопроницаемость дистальных извитых канальцев и собирательных трубочек. Это достигается благодаря увеличению числа водных каналов в мембранах их клеток. Водные каналы по аналогии с ионными представляют собой белки-переносчики. Они синтезируются внутри клетки, запасаются в мембранах мелких пузырьков комплекса Гольджи и накапливаются в цитоплазме. Связываясь со специфическими рецепторами на поверхности клетки, АДГ с участием цАМФ (системы второго посредника. [c.31]

Рецепторный белок, служащий каналом в мембране ЭР [c.175]

Если каналы в мембране открываются и закрываются независимо, то изменения проводимости мембраны представляют собой стохастический процесс. Значения проводимости g колеблются около некоторого среднего значения g с дисперсией или среднеквадратичным отклонением а [c.141]

Метод локальной фиксации потенциала (гл. XXI, 6) позволяет осуществлять непосредственную запись тока через одиночные каналы (рис. XXI.24), что дает прямую информацию о его флуктуациях около среднего значения. Проводимость ко отдельных Ма-каналов варьирует от 4 до 24 пСм и слегка возрастает с температурой (<9/0 1,0-2,5). Плотность Ма-каналов в мембране достигает величин 500-2000 на один мкм . [c.147]

Дендриты и тело типичного нейрона принимают множество различных возбуждающих и тормозных синаптических сигналов, которые подвергаются пространственной и временной суммации и создают суммарный постсинаптический потенциал тела клетки. Для передачи сигналов на большие расстояния величина этого потенциала преобразуется в частоту импульсного разряда при помощи системы ионных каналов в мембране аксонного холмика. Механизму такого кодирования часто свойственна способность к адаптации, и тогда клетка слабо реагирует на постоянный [c.325]

Са "-каналы в мембране СР активируются цитоплазматическим Са (0,5-1,5 мкМ), АТФ (1-5 мМ), кофеином (мМ), IP3 (мкМ) ингибируются [c.87]

Изучение ионных каналов в мембранах есть одна из важных задач современной биофизики. [c.104]

Пептидные токсины выделяют из яда пчел Apis mellifera). Апамин - линейный пептид из 18 АК, влияет на работу кальциевых каналов в мембранах, меллитин - пептид из 22 АК - изменяет ионную проводимость в мембранах, а третий - МСД-пептид вызывает аллергические и воспалительные реакции. [c.22]

Устройство мембраны, показанное на рис. 10.2, таково, что белки как бы плавают в липидном море . Их молекулы погружены с двух сторон мембраны на разную глубину в двойной слой подвижных углеводородных хвостов липидов. Имеются белки, проходящие через всю мембрану. Значительная часть поверхности мембраны свободна от белков так, белки занимают 70 7о поверхности мембраны эритроцита и 80 7о поверхности мембраны мпкросомы. Транспорт малых ионов и молекул происходит по каналам в мембранах. В устройстве и функционировании каналов особенно существенна роль белков. Природа каналов— важная проблема физики мембран (см. 11.4). [c.338]

Есть все основания думать, что механорецепция, а также акустическая рецепция связаны с механохимическими процессами. Возможно, что механорецепция связана с механическим воздействием на ионные каналы в мембранах рецепторных клеток, с деформацией этих каналов. Ионные каналы можно трактовать как векторные ферменты , преобразующие входящий ион (субстрат) в выходящий (продукт). [c.415]

Рис. 2.15, Схема пептидных структур трех бактериальных токсинов. Все эти токсины состоят из легкой и тяжелой цепей, соединенных дисульфидной связью. Тяжелые цепи содержат центры связывания с мембраной и образуют каналы в мембране, которые могут функционировать как туннели , позволяющие переместить активный фрагмент (локализованный на легкой цепи) внутрь зараженных клеток. Как и в случае токсина холеры, активный фрагмент дифтерийного токсина (ни один из них не является нейротоксином ) катализирует рибозилирование определенных белков. Активность легких цепей столбнячного и ботулинического токсинов не установлена.

Рис. 6. . а — схема нервного волокна с синапсом. Показаны системы транспорта (АТРаза) и три различные системы пассивного транспорта. Справа — хемовозбудимая транспортная система, регулируемая молекулой непроме-диатора, например канал в постсинаптической мембране мышечной концевой пластинки, пропускающий ионы калия и натрия слева — отдельно К а+- и К+-каналы в мембране аксона, управляемые электрическим полем и открываемые при деполяризации бив — проводимость натрия gNг (б) и калня ё к, (в), а также входящий натриевый /ка и выходящий калиевый /к токи после деполяризации (60 мВ). Четко дифференцированная кинетика двух процессов N3 и к подразумевает существование индивидуальных молекулярных структур для пассивного натриевого и калиевого транспорта. [c.131]

Впервые существование иои-проводящих мембранных каналов было постулировано еще в 40—50-х годах нашего столетия при изучении проблемы проведения нервного импульса (А. Ходжкин, Э. Ф, Хаксли). Позднее получила распространение концепция биологических насосов , обеспечивающих активный транспорт ионов череэ плазматическую мембрану клетки. Принцип переноса веществ и ионов через селективные каналы биологических мембран хорошо согласовывался с данными теории и кинетическими экспериментами. Все более очевидным становился факт, что роль каналов в мембранах выполняют сложиые белковые комплексы, однако их выделение и структурное изучение представило значительную проблему. [c.598]

Ионитовые смолы и приготовленные на их основе ионитовые мембраны не имеют в своей структуре пор в обычном понимании этого слова [1, 2]. Переток молекул воды через мембрану происходит вследствие ее набухания, являющегося результатом гидратации активных групп и нейтрализующих их подвижных ионов 13]. Если ряд соприкасающихся гидратных оболочек соседних групп начинается на одной стороне мембраны и заканчивается на другой, то он является каналом, по которому вода проникает через мембрану [41. Сечение каналов в мембране, очевидно, должно увеличиваться с ростом ее набухаемости. Последняя зависит от вида противоиона и повышается с ростом полярности молекул растворителя. Ранее [5] была показана предпочтительная проницаемость ионитовой мембраны по отношению к парам легкой воды по сра вненню с тяжелой водой и установлена ее зависимость от вида насыщающего противоиона и содержания ОаО в исходной смеси. Было найдено, что различие в проницаемости по отношению к парам НаО и ВгО существенно уменьшается с ростом набухаемости мембраны. Можно полагать, что и гидравлическая протекаемость ионитовых мембран должна зависеть от их солевой формы и по отношению к НгО быть выше, чем к менее полярной ОгО. [c.65]

Метод пэтч-клампа дает редкую, почти уникальную возможность наблюдать кинетику поведения единичной белковой молекулы. Идея сама по себе проста, но осуществить ее-дело довольно хитрое. Стеклянную микропипетку, заполненную солевым раствором, прижимают к поверхности клеткн и через верхний конец слегка всасывают воздух, так чтобы мембрана втянулась в кончик микропипетки (рис. 18-13) если стекло чистое и мембрана ие покрыта снаружи внеклеточным материалом, область контакта не будет пропускать тока Ток может теперь проходить в пипетку только через белковые каналы в мембране, закрывающей кончик пипетки. Если плотность расположения каналов невелика, а диаметр носика пипетки меньше 1 мкм, то в выделенном участке мембраны каналов будет немного-иногда только один или вообще ни одного. С помощью современной электронной аппаратуры можно регистрировать и измерять токи силой всего лишь около 10"А, протекающие через единственный канал при изменении разности потенциалов на данном участке мембраны. На рис. 18-14 представлено несколько типичных записей тока в одном потенциал-зависимом натриевом канале из мышечной клетки крысы. Видно, что канал открывается по принципу всё или ничего . Открытые каналы обладают одинаковой проводимостью, но открываются и закрываются независимо друг от друга. Значит, суммарный ток через мембрану всей клетки с ее многочисленными каналами определяется не степенью открытия каналов, а вероятностью быть открытым для отдельного канала. [c.82]

Распределение ионных каналов в мембране мышечной клетки изменяется в ответ на денервацню [27] [c.112]

Для обеспечения протекания воды через главные каналы в. мембранах имеются отверстия, расположенные так же, как и в ра ,мках (рис. 30). [c.109]

КОМ интервале изменения концентрации раствора электролита. Он показал, что при изменении моляльной концентрации сорбированного электролита от 10 до 1, что соответствует изменению концентрации внешнего раствора от 10"" до 5, коэффициент диффузии в ионите изменяется только в 10 раз. Используя те же предпосылки, что и при обсуждении поглош,ения коионов, Глюкауф смог объяснить изменение проницаемости мембран в широком интервале концентраций электролита в растворе. Из этой работы следует интересный вывод небольшие области с низким значением М имеют почти непрерывный характер. Глюкауф писал Трудно объяснить, как это может быть, если не предполагать, что области с низкой концентрацией М существуют в виде тончайших субмикросконических трещин и каналов в мембране . [c.91]

Удалось определить также плотность натриевых каналов в мембране. Это было сделано разными способами. Так, Хилле, который оценил диаметры каналов, рассчитал, какое сопротивление должен иметь один такой канал,, и получил значение порядка 10 Ом. Зная удельное сопротивление мембраны, можно найти плотность каналов. Другой метод состоял в том, что определялось число молекул тетродотоксина (ТТХ), необходимое для полной блокады натриевой проводимости (принималось, что одна молекула ТТХ блокирует один натриевый канал). Оба метода дали очень близкие результаты. Оказалось, что на квадратном микрометре мембраны находятся всего несколько десятков каналов. Это очень мало, если учесть, что на той же площади располагаются несколько миллионов молекул липидов. Молекулярное сито оказалось похожим на решето, в котором пробито всего несколько дырочек. [c.111]

Са -каналов в мембране саркоплазматического ретикулума. Другая возможность связана с тем. что деполяризация мышечной плазматической мембраны активирует медиаторные пути передачи сигнала с помощью инозитолфосфолипида, что обсуждается в гл. 12. [c.406]

Gs- только один из представителей большого семейства G-белков, обеспечивающих сопряжение рецепторов с разнообразными ферментами и ионными каналами в мембранах эукариотических клеток. Как мы сейчас увидим, другой представитель этого семейства не активирует, а, наоборот, ингибирует аденилатциклазу. [c.359]

Наиболее выраженным эффектом АК и других ЖК на К -каналы в перитонеальных макрофагах и других объектах является существенное ускорение кинетики инактивации токов. Одним из возможных механизмов ускорения спада токов при действии различных агентов является предпочтительное блокирование открытых каналов. Такой механизм ускорения кинетики инактивации потенциал-зависимых К -токов под действием четвертичных ионов аммония был предложен в классических работах Армстронга (см. Hille, 1992, 2001) на мембране гигантского аксона кальмара. Другим вероятным механизмом ускорения спада токов может быть специфическое влияние агентов на инактивационную фазу К -токов (Rouzaire-Dubois et al., 1991). Полученные данные позволяют предположить прямое влияние АК и других ЖК на К -каналы в мембране перитонеальных макрофагов крысы. [c.54]

Между рецептором катехоламинов и системой зрительной реакции существует функциональное сходство. При световой стимуляции происходит сопряжение родопсина с трансдуцином — G-белковым комплексом, а-субъединица которого также связывает GTP. Активированный G-белок в свою очередь стимулирует фосфодиэстеразу, гидролизующую GMP. В результате ионные каналы в мембране клеток колбочек сетчатки закрываются и возникает зрительная реакция. Она выключается, когда ассоциированная с а-субъединицей GTPa3a гидролизует связанный GTP. Неполный перечень биохимических и физиологических эффектов, опосредованных различными адренергическими рецепторами, приведен в табл. 49.2. [c.226]

Плотность расположения каналов и местная возбудимость. Для оценки плотности расположения натриевых каналов в мембране в ряде работ определяли связывание нервными волокнами меченого тетродотоксина и подобных ему ядов (как уже говорилось, тетродотоксин избирательно блокирует натриевые каналы). Данные, полученные в этих работах, свидетельствуют о том, что плотность натриевых каналов существенно варьиру- [c.159]

Рис. 14.5. А. Нервная цепь рефлекса у краба, включающая торако-коксаль-иый мышечный рецептор и запускающий иейрои. Б. Внутриклеточные отведения от сенсорного нейрона. При растяжении мышцы рецепторная клетка отвечает градуальными потенциалами (б, в, г — разная амплитуда градуального ответа), которых достаточно для синаптической передачи и импульсного ответа запускающего нейрона (а) (внеклеточное отведение от моторного нерва). При определенных условиях возникает небольшой градуальный спайк (д), который, по-видимому, создается небольшим числом чувствительных к напряжению натриевых каналов в мембране рецепторной клетки. Этот спайк может способствовать сигнализации очень быстрых растяжений мышцы. (Bush, 1981.)

Молекулярная масса белковых субъединиц в среднем составляет 90—130 (а) и 35—57 ((3) кДа. В очищенных препаратах Na , К -АТФазы рядом исследователей отмечено присутствие низкомолекулярного протеолипида с молекулярной массой 10000—15000 выраженной гидрофобной природы. Его называют у-субъединицей Na -Ha o a. Предполагают, что подобные протеолипиды способствуют образованию трансмембранных ионных каналов в мембране или обеспечивают взаимодействие олигомерных белков с бислоем. [c.39]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология