Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Мембраны температура фазового переход

    Фазовые переходы мембранных липидов могут быть вызваны изменением температуры среды. Значение температуры, при котором наблюдается фазовый переход, называется критической температурой фазового перехода, или разделения фаз, если различные участки мембраны вследствие гетерогенности липидного состава по-разному отвечают на изменения температуры. Ионы Са , изменение числа ненасыщенных жирнокислотных цепей мембранных фосфолипидов и некоторые другие факторы также могут индуцировать фазовые переходы в бислое. Обычно критическая температура фазовых переходов приближена к температуре тела гомойотермных животных (или к температуре среды обитания пойкилотермных животных). Таким образом, достаточно незначительного изменения условий, чтобы изменить упаковку мембраны. [c.302]


    Так как фосфолипиды содержат фосфатные группы, с помощью ЯМР Р можно наблюдать фосфорсодержащие липосомы. Выше температуры фазового перехода при благоприятных условиях в искусственных мембранных везикулах можно наблюдать сигналы от различных фосфолипидов (рис.3.47). В малых везикулах удается различить линии, соответствующие фосфолипидам, находящимся на внутренней и внешней сторонах мембраны (химические сдвиги отличаются на несколько Гц), Для более надежного отнесения соответствующих резонансных линий фосфолипидов на внутреннюю или внешнюю поверхность мембраны, необходимо добавить парамагнитное вещество, для которого проницаемость мембраны невелика, и в основном будет наблюдаться связывание этого вещества с фосфолипидом, находящимся на одной из сторон поверхности. Резонансные линии липидов, связанных с парамагнитным веществом, в этом случае сильно уширяются и практически не наблюдаются в спектре. Спектры ЯМР Р липосом также являются подтверждением сделанного ранее вывода о том, что увеличение напряженности магнитного поля далеко не всегда обеспечивает более высокое разрешение, так как для ядер фосфора вклад в релаксацию за счет анизотропии химического сдвига будет значительным. В этом случае скорость релаксации возрастает как квадрат напряженности магнитного поля (см. формулу (1.38)),а разность значений химических сдвигов увеличивается с ростом поля линейно, поэтому уширение линий может компенсировать воз- [c.157]

    Температура фазового перехода зависит от длины углеводородных цепей, наличия и положения цис-этиленовой связи, введения метильных групп в углеводородные связи цепи липидных молекул. Существенно влияют на температуру фазового перехода также различия в строении полярных головок, а именно, степень ионизации полярных групп, присутствие в водной среде двухвалентных катионов (особенно Са +).Особое влияние на текучесть мембраны оказывает жесткое четырехчленное кольцо холестерола, погруженное в липидный бислой. У эукариотических клеток при температуре 37 С холестерол ограничивает текучесть мембраны, а при более низких температурах он, наоборот, способствует поддержанию их текучести, препятствуя слипанию углеводородных цепей. [c.37]

    Анализ различными физическими методами выделенных из клеток фосфолипидов, клеточных мембран, а также целых клеток показал, что температуры, соответствующие резкому изменению скорости трансмембранного переноса, лежат вблизи температур фазового перехода. кристалл — жидкий кр,металл для соответствующих препаратов фосфолипидов (в основном— фосфатидилэтаноламина) [422]. При температурах, меньщих температуры перехода, мембраны состоят из молекул липидов, упакованных в гексагональную кристаллическую решетку. В такие мембраны утоплены молекулы белков-переносчиков, и транспорт через пих весьма затруднителен. При температуре фазового перехода происходит резкое увеличение подвижности углеводородных цепей, мембрана становится жидкой, трансмембранная диффузия и активный перенос веществ оказываются облегченными (см. в частности [143]). [c.216]


    Для нормального функционирования мембрана должна быть в жидкокристаллическом состоянии. Поэтому в живых системах при продолжительном понижении температуры окружающей среды наблюдается адаптационное изменение химического состава мембран, обеспечивающее понижение температуры фазового перехода. [c.26]

    У некоторых микроорганизмов биологические мембраны находятся при температурах, лишь на немного превышающих температуру фазовых переходов липидов. Мембрана содержит десятки разных липидов, которым соответствуют разные температуры фазового перехода, в том числе близкие к физиологическим. При понижении температуры в мембране происходят фазовые превращения в липидном бислое. [c.27]

    В работах В.Ф. Антонова доказано, что при фазовых переходах из гель- в жидкокристаллическое состояние и обратно в липидном бислое образуются сквозные каналы, радиусом 1-3 нм, по которым через мембрану могут переноситься ионы и низкомолекулярные вещества. Вследствие этого при температуре фазового перехода резко увеличивается ионная проводимость мембраны. [c.27]

    МО для нормального функционирования всех биомембран, причем степень вязкости зависит от функциональных особенностей мембраны. В среднем вязкость нормальной мембраны соответствует примерно вязкости оливкового масла. Термотропный мезоморфизм существенно зависит от природы жирных кислот и полярной головки липидов. Так, увеличение числа двойных связей и укорочение углеводородных цепей приводят к снижению температуры фазового перехода. [c.21]

    Освобождение или адсорбция катионов на мембранной поверхности может запускать фазовые переходы липидов. При определенных физиологических условиях структурные изменения липидов могут вызывать освобождение двухвалентных катионов с поверхности мембраны. Так, при переходе гель — жидкий кристалл с липидной поверхности освобождаются ионы кальция. и стабилизируют организованную структуру, увеличивая температуру фазового перехода, а одновалентные катионы оказывают противоположный эффект. Двухвалентные катионы благоприятствуют гелеобразному, а одновалентные — жидкому состоянию мембраны. Поверхность липидов может рассматриваться как резервуар катионов, который способен регулироваться структурными изменениями. [c.108]

    Текучесть мембраны обеспечивается сложным распределением остатков жирных кислот между молекулами различных фосфолипидов и основана на том, что все липидные бислои представляют собой лиотропные жидкие кристаллы. При температуре, характеристической для отдельных фосфолипидов, совершается фазовый переход жесткий гель — текучее жидкокристаллическое состояние. Более детально текучесть и фазовые переходы рассмотрены в разд. 25.3.3.1, [c.110]

    Зависимость экспериментально определенных скоростей релаксации Тг и Гг от обратной температуры указывает на то, что, по-видимому, существует распределение по временам корреляции, а следовательно, и по диамагнитному окружению молекул адсорбированной воды. Явление замерзания наблюдается только при относительной влажности 100% для образца с наибольшим размером пор (189 А). Другими словами, медленный переход от подвижного к неподвижному состоянию происходит ниже 0°С. Это можно объяснить переохлаждением и медленным замерзанием или эффектом кажущегося фазового перехода. (В зависимости от справедливости и применимости модели это различие в поведении при замораживании может быть использовано как быстрое диагностическое средство для определения пригодности данной мембраны в процессах обессоливания.) При малых степенях покрытия (два слоя) вода ведет себя сходным образом- на обоих образцах применявшихся пори- [c.332]

    Фазовое состояние фосфолипидов зависит от температуры при нафевании наблюдается эндотермический фазовый переход из гелеобразного в жидкокристаллическое состояние. По-видимому, фосфолипиды, имея офаниченное число молекулярных конформаций, самоорганизуются в бислойные мембраны и восполняют разнообразие конформационных состояний за счет фазовых переходов в жидкокристаллических структурах. Эти переходы связаны с возрастанием кон- [c.111]

    Для каждого типа липидных молекул характерна своя температура кооперативных фазово-структурных перестроек, определяемых как фазовый переход. При воздействии отрицательных или пониженных температур на липосомы, субклеточные органеллы или плазматические мембраны клеток перестройка их компонентов будет протекать по-разному. То, что многие плазматические мембраны сильно обогащены холестерином, обусловливает отсутствие во многих из них переходов, регистрируемых, например, методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) или ЭПР-спектроскопии. Это является следствием специфического влияния холестерина на упаковку липидов и его способности в концентрации выше 33 моль% маскировать либо предотвращать фазово-структурные переходы. Поэтому, например, в мембранах эритроцитов жидкокристаллическое состояние липидов может сохраняться до температуры —20°С, а в мембранах митохондрий оно исчезает уже в области 0°С. [c.20]


    Отсутствие холестерина и наличие фазовых переходов липидов при пониженных температурах обусловливают высокую чувствительность клеток, например некоторых микроорганизмов, к охлаждению до температуры вблизи ОХ. В отличие от них эритроциты, мембраны которых обогащены холестерином, подвергаются температурному шоку исключительно в условиях, когда реализуется быстрое охлаждение и повышена осмотическая ак- [c.42]

    Строение и подвижность полярных липидов, не относящихся к фосфолипидам, изучены мало, однако выяснено, что они также способны к фазовому переходу типа гель — жидкие кристаллы [8]. Гликолипиды образуют бислои, толщина и площадь которых (в пересчете на молекулу) сходны с таковыми для фосфолипидов. Интересно отметить, что температура фазового перехода экстрагированных из мозга мясного скота цереброзидов составляет около 70 °С из-за преобладания в них 24 0- и 24 1-алкильных цепей физиологическое значение такой высокой температуры фазового перехода не очень понятно. Температуры фазового перехода моно-и дигалактозилглицериноБ из хлоропластов, напротив, лежат ниже 0°С и, следовательно, при физиологической температуре эти липиды находятся в жидкокристаллической фазе. Разнообразие остатков, находящихся в области полярных головок гликолипидов, должно влиять на свойства клеточных поверхностей например, групповая специфичность крови связана с гликопротепнами и гли-колипидами мембраны эритроцитов. [c.118]

    Фазовый переход из кристаллического в жидкокристаллическое состояние является эндотермическим процессом количество тепла, необходимое для плавления цепей жирных кнслот, можно определить в калориметре (рис. 3.5). Если липпдный бислой состоит только из одного липида, то фазовый переход пропсходит в узком интервале температур. Так как биологические мембраны обычно состоят из большого количества разных липидов, они не имеют четко выраженного фазового перехода и при физиологических температурах являются жидкокристаллическими. Однако очевидно, что текучесть биологических мембран может быть весьма различной как в разных органах, так даже и в разных частях мембраны одной клетки. На это указывает различный липидный состав разных мембран или их доменов. Хотя еще не установлена общая зависимость между текучестью мембран и их биологической функцией, некоторые факторы, влияющие на текучесть, были выявлены в экспериментах на искусственных липидных мембранах. Накапливаются данные, свидетельствующие о том, что те же факторы действуют и в биомембранах. Температура фазового перехода зависит от природы боковых цепей жирных кислот. [c.71]

Рис. 3.5. Фазовые переходы в фос-фолипидной мембране. При определенной температуре мембрана переходит из кристаллического в жидкокристаллическое состояние это — эндотермический процесс, который можно измерить калориметрически. Прибавление холестерина размывает температуру перехода (нижняя кривая), а при содержании холестерина >50% фазовый переход не обнаруживается. При физиологических условиях биологическая мембрана всегда находится прн температуре выше температуры фазового перехода, т. е, является жидкокристаллической. Рис. 3.5. <a href="/info/3371">Фазовые переходы</a> в фос-фолипидной мембране. При определенной <a href="/info/104095">температуре мембрана переходит</a> из кристаллического в <a href="/info/3700">жидкокристаллическое состояние</a> это — <a href="/info/15667">эндотермический процесс</a>, который можно измерить калориметрически. Прибавление холестерина размывает <a href="/info/104095">температуру перехода</a> (<a href="/info/130984">нижняя кривая</a>), а при <a href="/info/101387">содержании холестерина</a> >50% <a href="/info/3371">фазовый переход</a> не обнаруживается. При <a href="/info/1241826">физиологических условиях</a> <a href="/info/4414">биологическая мембрана</a> всегда находится прн <a href="/info/503359">температуре выше температуры</a> <a href="/info/3371">фазового перехода</a>, т. е, является жидкокристаллической.
    ОТ его липофильности, т. е. от коэффициента распределения между мембраной и водой. Модельные эксперименты показали, что анестетики снижают температуру фазового перехода некоторых липидов и, таким образом, увеличивают текучесть мембраны, [9, 10]. Текучесть связана с проницаемостью мембраны для ионов и других низкомолекулярных веществ. В своем классическом эксперименте Бенгхем показал, что липосомы, содержащие радиоактивное вещество, при действии хлороформа или диэтилового эфира становились проницаемыми и выделяли радиоактивную метку в окружающую среду. Концентрация хлороформа, необходимая для этого эффекта, была достаточной для анестезии головастика. Бенгхем предположил, что один и тот же молекулярный механизм отвечает как за проницаемость мембраны, так и за анестезирующий эффект, и подтвердил этот вывод следующим экспериментом. [c.74]

    Действие ионов кальция особенно интересно для нейробиологии. Они увеличивают электрическое сопротивление нскусст-г. нных липидных мембран, т. е. стабилизируют их, если присутствуют в одинаковых концентрациях по обе стороны мембраны. Напротив, присутствие ионов кальция только с одной стороны мембраны понижает сопротивление и дестабилизирует мембрану, а при [Са +]>1 мМ мембрана разрушается. Нечто подобное злектрофизиологи наблюдали и в нервной мембране. Они показали, что порог генерации потенциала действия и, следовательно, временного увеличения ионной проницаемости аксональной мембраны понижается при уменьшении концентрации кальция во внешней среде (гл. 6). Ионы кальция влияют на паковку и подвижность липидных молекул в бислое. Они повышают температуру фазового перехода, тем самым стабилизируя кристаллическое состояние. Однако перенесение результатов, полученных на искусственных мембранах, на истинные биологические мембраны означает приложение данных, полученных на простых биофизических системах, к гораздо более сложным биологическим системам. Например, описанные катионные эффекты сильно зависят от анионов, белков и липидной гетерогенности биомембраны. [c.75]

    Электроизоляционный материал, в технике высоких частот уплотнительиые детали, работающие в агрессивных средах трубы, гибкие шланги, мембраны, вентили, краны и другие. Термопластичный материал совершенно не смачивается водой и не набухает, дугостоек, имеет наиболее высокие диэлектрические свойства из всех известных диэлектриков, особенно при высоких и сверхвысоких частотах эти свойства почти не меняются в интервале температур от —60 до + 00° и практически не зависят от частоты обладает исключительной химической стойкостью, превосходит по стойкости к агрессивным средам золото и платину обладает хладотекучестью под нагрузкой и невысокой твердостью имеет большой коэффициент линейного расширения. Изделия нельзя Нагружать даже при нормальной температуре выше 30 кг см они отличаются большой нагревостойкостью и морозостойкостью. Температура фазового перехода 327°С [c.129]

    При разрушении клеток силами сдвига некоторые цитоплазматические мембраны сильно дробятся (вероятно, до небольших, открытых мембранных фрагментов) и их нельзя уже осаждать ультрацентрифугированием. Поэтому первую надосадочную цитоплазматическую фракцию (надосадочная жидкость I на рис. 5.1) инкубируют при 21 °С. При температуре выше температуры фазового перехода мембранных липидов крошечные фрагменты агрегируют, т. е. сливаются в мембранные фрагменты больших размеров, которые можно затем осадить [6]. В некоторых случаях неосаждаемая фракция мембран может составлять до 20—30% цитоплазматических мембран. Она образуется при разрушении клеток не только с помощью пресса Френча, но и при обработке их ультразвуком или даже при быстром лизисе протопластов или сферопластов. [c.159]

    Наиболее распространенным стеролом в мембранах является холестерол, который содержится почти исключительно в плазматической мембране клеток млекопитающих, но в меньщем количестве может присутствовать также в митохондриях, мембранах аппарата Гольджи и ядерных мембранах. Содержание холестерола обычно увеличивается в направлении к наружной стороне плазматической мембраны. Холестерол встраивается между фосфолипидными молекулами, причем его гидроксильная группа контактирует с водной фазой, а остальная часть располагается внутри гидрофобного слоя. При температуре выще температуры фазового перехода (см. описание жидкостно-мозаичной модели) его жесткое сте-рольное кольцо взаимодействует с ацильными группами фосфолипидов, ограничивая их подвижность это приводит к уменьщению текучести мембран. С другой стороны, при температурах, близких к температуре фазового перехода, взаимодействие холестерола с ацильными цепями препятствует их взаимному упорядочиванию. В результате снижается температура, при которой происходит переход жидкость—гель, а это помогает поддерживать текучесть мембраны при более низких температурах. [c.129]

    В физиологических условиях (выше температуры фазового перехода), фосфодипидный бислой имеет жидкокристаллическое состояние, т. е. обладает одновременно текучестью и упорядоченным расположением элементов. Результатом этой текучести и достаточно высокого поверхностного натяжения на фанице с водой является самозамыкание бислоя. Фактически плазматические мембраны никогда не возникают заново они вытекают и складываются из предшествующих мембран путем добавления дополнительных составных частей (Браун, Уолкен, 1982), Однако принципы самосборки фосфолипидных сдоев плазматических мембран пока недостаточно выяснены, хотя процесс новообразования мембран эндоплазматического ретикулума de novo детально исследован методом электронной микроскопии (Бирюзова, 1993). Эти мембраны синтезируются методом репликации на внешней поверхности двойной мембраны клеточного ядра, которое на это время принимает форму боба. На его вогнутой поверхности происходит самосборка мембран, а когда ядро расправляется до сферической формы, они соскальзывают и распрямляют рельеф. Этот пример показы- [c.112]

    Белок-белковые взаимодействия в мембранах характеризуются высокой специфичностью и проявляются в виде обратимой внутримембранной агрегации мембранных белков, которая сопровождается изменением функциональной активности всей системы. При температурах ниже температуры фазовых переходов липидов белки находятся в агрегированном состоянии, а при температурах выше фазовых переходов — в диспергированном состоянии. Считают, что это происходит вследствие выталкивания белковых молекул из упорядоченной гелевой фазы. Степень диспергированности белков в мембране контролируется фазовым состоянием липидов. Имеются данные, свидетельствующие о том, что при частичном удалении липидов из мембраны происходит усиленная агрегация белков, а при введении в мембрану небольших количеств детергента наблюдается диссоциация олигомерных молекул, например, Са -АТФазы. [c.61]

    Гребни можно наблюдать и у чисто липидных бислойных пузырьков (липосом), которые бьши заморожены в состоянии ниже температуры фазового перехода в то же время поверхность скола всегда была гладкой, если вначале липосомы находились при температуре выше температуры перехода. Таким образом, липосомы при замораживании— скальшании ведут себя во многом так же, как природные мембраны. Это, как и многое другое, означает, что структурной основой биологических мембран является такой же липидный бислой, что и у липосом. Фотография на рис. 4.17 (и другие ей подобные) показывает, что в природных мембранах белки рассеяны по бислойному матриксу, образованному фосфолипидами. [c.226]

    Проницаемость липосомальиой мембраны зависит от ее фазового состояния и особенно велика вблизи температуры фазового перехода фосфолипидов липосомы, когда молекулы в мембране обладают максимальной неупорядоченностью. При помощи липосом можно изучать самые разнообразные процессы. С теоретической точки зрения очень интересным и важным в биологическом отношении является процесс встраивания различных белков в модельные мембраны. Показано, что наиболее активно белки встраиваются в мембраны липосом при температуре фазового перехода, т. е. когда фосфолипидные молекулы максимально неупорядочены. Кроме того, способность белков встраиваться в мембрану определяется наличием достаточного гидрофобного участка, который служит чем-то вроде якоря для белковой молекулы. [c.137]

    Проницаемость липосомальиой мембраны зависит от ее фазового состояния и особенно велика вблизи температуры фазового перехода липосом, когда молекулы в мембране обладают максимальной неупорядоченностью. [c.287]

    Механизм индукции компетентного состояния клеток Е. oli, обусловленной ионами кальция, наиболее подробно был исследован на примере плазмидной трансформации. Выяснилось, что в этом процессе критическую роль играет состояние липидов внешней мембраны клеток. Ионы Са2+ (в меньшей степени Ва + и Mg +) могут индуцировать фазовый переход липидов мембраны, благодаря чему она приобретает вместо обычной двухслойной необычную гексагональную конфигурацию. Причем данный фазовый переход происходит во время температурного шока обработанных хлоридом кальция клеток и сопровождается поглощением экзогенных двухцепочечных молекул ДНК. Температура фазового перехода строго зависит от липидного состава мембраны. На одном из штаммов Е. соИ было показано, что при тепловом шоке, вызванном переносом обработанных СаС1г клеток с температуры О °С на 42 °С, поглощение молекул ДНК продолжается в течение лишь 20 с. Если после этого смесь клеток и ДНК снова резко охладгггь до температуры [c.84]

    Области применения мембранных процессов для очистки воды различны. Так, если обратный осмос во избежание применения очень высоких давлений наиболее экономичен в основном для растворов с концентрацией растворенных веществ до 1 г/кг, то электродиалпз используется, как правило, для более концентрированных растворов. По сравнению с другими методами мембранные методы имеют следующие преимущества 1) отсутствуют фазовые переходы при отделении примесей, что позволяет сводить к минимуму расход энергии на проведение процессов 2) разделение можно проводить при низких температурах воды, которые определяются свойствами мембраны 3) если исключить забивание мембраны, процессы имеют непрерывный характер 4) их можно осуществлять без добавок химических реа-98 [c.98]

    В заключение нам хотелось бы рассмотреть еще один пример субклеточных структур, стабилизируемых слабыми связями или взаимодействиями, — плазматическую мембрану. Основу структуры этой мембраны (стр. 291) составляет двойной слой липидов с сильно гидрофобной внутренней областью и сильно полярными наружными поверхностями. Белки мембраны находятся в ассоциации как с полярной, так и с гидрофобной областями фосфолипидного слоя. При низких температурах (обычно где-то между О и 20°С) мембраны у многих организмов переходят в твердое состояние вследствие кристаллизации алифатических цепей фосфолипидов (стр. 292). В отличие от этого функционирующая мембрана находится в квазижидком ( жидкокристаллическом ) состоянии. Если алифатические цепн мембранных фосфолипидов подвержены фазовым переходам вроде тех, какие наблюдаются in vitro в экспериментах с алифатическими углеводородами, то температура перехода их из жидкого состояния в твердое должна сильно изменяться при изменении давления. [c.327]

    Изучение критического состояния липидного бислоя раскрывает биологический смысл этого явления. Считается, что на начальных этапах эволюции клеточных структур формировались липидные везикулы, мембраны которых, как это следует из рассмотренного выше, способны были обеспечивать такие важные функции клетки, как проницаемость и генерацию мембранных потенциалов ионной природы. Однако чистые липидные пленки хрупки, и их стабильность в сильной степени зависит от внешних условий. Для предотвращения разрушения липидного бислоя в состоянии стресса в клетке и выработалась система стабилизации. Во-первых, жирнокислотные радикалы, входящие в соотав молекулы природного фосфолипида, как правило, различаются по насыщенности один радикал представлен насыщенной жирной кислотой, второй — ненасыщенной. Это обеспечивает жидкостное состояние липидного бислоя во всем диапазоне физиологических температур, поскольку область фазового перехода таких липидов находится ниже О °С. Во-вторых, в большинстве мембран содержится холестерин, который, как известно, резко расширяет температурный диапазон фазового перехода, а при его эквимолярном содержании в количестве по отношению к фосфолипидам — даже исключает такой переход. В-третьих, образованию насыщенных продуктов в результате перекисного окисления препятствует набор мембранных антиоксидантов. И, наконец, специальные ферменты — фосфолипазы — способны полностью изменить фосфолипидный портрет мембраны, модифицируя как жирнокиолотные радикалы (фосфолипаза А), так и полярные головки (фосфолипаза Д). Совершенно очевидно, что нарушение какого-либо из указанных элементов этой системы стабилизации может разрушить биологическую мембрану, что может привести клетку в состояние патологии. [c.36]

    Один ИЗ подходов состоит в том, что мембрану охлаждают до температуры ниже точки фазового перехода липида (см. 1 гл. XVI). При этом проводимость БЛМ, индуцированная подвижными переносчиками — валиномицином или нонакти-ном, —значительно уменьшается, а проводимость, индуцированная грамицидином, почти не изменяется. Увеличение вязкости мембраны при понижении температуры препятствует движению подвижных переносчиков, но оказывает относительно слабое влияние на транспорт ионов через канал, пронизываюш ий мембрану насквозь. Другой подход состоит в сравнении проводимости мембран на переменном токе (рис. XX.11). [c.110]

    Именно для липидов свойствен феномен подобного несовпадения термотропных изменений в структуре при постепенном понижении и последующем повышении температуры на этапе нагревания структурные перестройки происходят в более высокотемпературной области, чем на этапе предшествующего охлаждения [392, 513]. Известно также, что мембраны холодочувствительных высших растений, в число которых входит тыква, содержат насыщенные фосфолипиды, которые (прежде всего, по-видимому, фосфатидил-глицерины) претерпевают термотропные фазовые переходы типа жидкий кристалл-квазикристалл при положительных, причем достаточно высоких температурах [528, 584]. [c.70]

    С учетом того что процесс нелинейной деполяризации возбудимой мембраны начинался в области физиологически умеренных температур и при весьма незначительном охлаждении, круг предполагаемых причин столь резкого уменьшения активности электрогенного насоса мог быть значительно сужен. В частности, в этих условиях не представлялись вероятными существенное лимитирование скорости биохимических реакций, идущих с образованием АТФ 1319], и разупорядочивание, денатурация белковой структуры электрогенного насоса 1116, 1181. В то же время известно, что при 18—20° имеет место структурная перестройка в липидной области плазматических мембран животного происхождения, протекающая, как полагают, по типу обратимого фазового перехода жидкий кристалл—квазикристалл и затрагивающая скорее всего отдельные группы доменов [ИЗ, 315, 311, 445]. [c.165]

    Для подтверждения правильности предположения об обусловленности температурного режима многоклеточных животных физико-химическими свойствами липопротеидных комплексов их возбудимых мембран можно привести разные факты. Так, в работах В. Б. Ушакова [301] было показано, что при тепловой инактивации мышц лягушки сначала инактивируются компоненты возбудимой системы. Мышечное волокно в целом гибнет до того, как наступают заметные физико-химические изменения сократительных белков. В работе Т. А. Джамусовой [88] показано, что необратимая потеря возбудимости при нагревании мышц травяной лягушки начинается при 36° и происходит с заметной скоростью. Завершается она при 42°. Эти температуры отнюдь не соответствуют температуре среды обитания лягушек, а являются, по-видимому, свидетельством инвариантных свойств возбудимой мембраны, определяемых зоной фазового перехода ее липопроте-идного комплекса. У теплокровных мембраны работают в условиях, максимально способствующих появлению волны конформационных перестроек. [c.214]

    Как следует из рис. 2.17, критический радиус поры в гель-состоянии значительно меньше по сравнению с жидкокристаллическим состоянием и по абсолютной величине не превышает 2 нм. Сохранение длительной устойчивости липидного бислоя в гель-состоянии свидетельствует о том, что сущ ествующ ие поры и поры, возникающ ие при фазовом переходе, имеют размеры меньше 2 нм. Сравнение рис. 2.15 и 2.17 демонстрирует высокую эффективность метода температурной обработки бислойных липидных мембран с целью получения популяции липидных пор, сравнительно с электрическим пробоем. Действительно, замораживание мембранных липидов в ходе фазового перехода, что для многих динасьщенных липидов происходит при комнатной температуре, эквивалентно электрическому пробою мембраны внешним электрическим полем напряжением 0,5 В. В то же время очевидно, что электрические воздействия более удобны с точки зрения калибровки силы воздействия и его длительности. [c.57]

    Необходимо отметить, что кроме сегрегирующего холестерин проявляет и другое важное влияние на структуру и физические свойства липидного бислоя. Встраивание холестерина в фосфолипидный бислой вызывает как нарушение квазикристал-лической упаковки цепей, так и уменьшение подвижности цепей. Эти эффекты холестерина называют, соответственно, разжижающим и конденсирующим . При температуре, превышающей точку фазового перехода фосфолипида, холестерин уменьшает подвижность углеводородных цепей. При добавлении холестерина площадь молекулы лецитина уменьшается с 0,96 до 0,56 нм . Вот почему высокое содержание холестерина характерно для миелина и плазматических мембран, тогда как внутриклеточные мембраны содержат его в небольших количествах. В плотных миелиновых мембранах фосфолипиды и холестерин содержатся в отношении 1 1, а в менее плотных митохондриальных мембранах это отношение равно 3 1 или 8 1. Этот уплотняющий эффект холестерина максимален в районе цен-фального участка жирнокислотных радикалов и ослабевает в направлении концевых метильных фупп. При температуре ниже точки фазового перехода фосфолипидов холестерин разжижает углеводородную область бислоя. [c.107]

    Существуют сведения о том, что фазовые переходы вициналь-ной воды являются одним из факторов холодового шока клеток. Важное значение в поддержании структуры мембраны имеют фракции мембраносвязанной воды. В связи с этим процесс низкотемпературной дегидратации мембраны (особенно при глубоком замораживании, когда вода переходит в кристаллическое состояние) оказывает существенное влияние на физиологическую интеграцию клетки. В липидных системах существует несколько типов воды (табл. 1). Методом дифракции нейтроноэ выяснено, что два первых слоя из 11 —12 молекул, входящих в состав полярных областей липида, формируют гидратную оболочку, которая не принимает участия в процессах, связанных с растворением веществ она осмотически не активна. Эта фракция воды не кристаллизуется даже при температурах —100°С,, а может быть, и ниже. При вымерзании свободной воды связанная с биополимером фракция частично остается жидкой при [c.22]

    Приспособительная реакция организма отчетливо прослеживается в процессе подготовки зимнеспящих животных к гибернации. Известно, что у таких животных в период спячки температура тела снижается до 5°С. Мембранные ферменты бодрствующих животных уже не в состоянии функционировать при этой температуре, поскольку она гораздо ниже 7 кр, а в области температур ниже фазового перехода мембраны слишком упорядочены, чтобы обеспечить конформационную лабильность белка. Однако подготовка организма к зимнему сезону включает изменение фосфоли-пидного состава мембран и увеличение в их составе доли полиненасыщенных жирных кислот. В результате активность мембранных ферментов таких животных оказывается на достаточно высоком уровне даже при понижении температуры до 2°С. [c.53]


Смотреть страницы где упоминается термин Мембраны температура фазового переход: [c.333]    [c.107]    [c.318]    [c.193]    [c.121]    [c.294]    [c.193]    [c.134]    [c.42]    [c.59]   
Биофизическая химия Т.1 (1984) -- [ c.226 , c.231 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Мембраны фазовые переходы

Переходы фазовые



© 2025 chem21.info Реклама на сайте