Активный транспорт См переносчиков

Регуляция процессов активного транспорта, обеспечивающего поступление подавляющего большинства необходимых прокариотам веществ, происходит на уровне синтеза переносчика и его функционирования. Биосинтез белковых компонентов многих транспортных систем регулируется по типу индукции. Глюкоза, транспортная система которой у большинства прокариот конститутивна, подавляет образование транспортных систем других сахаров и ряда органических кислот путем катаболитной репрессии. Исключение составляют некоторые облигатно аэробные прокариоты, у которых транспорт органических кислот конститутивен, а индуцируемой является транспортная система глюкозы. Избыток субстрата в среде может репрессировать синтез соответствующей транспортной системы. Это особенно характерно для аминокислот. В этом случае регуляция транспорта координирована с регуляцией их последующего метаболизма. Обнаружена также регуляция транспорта по типу отрицательной обратной связи, когда субстрат, [c.124]

Активный (т. е. энергозависимый) транспорт молекул через мембрану против градиента концентрации осуществляется при участии мембранных белков, использующих для процесса транслокации энергию гидролиза АТФ. В отличие от пассивного транспорта, который идет самопроизвольно, белки-переносчики должны не только транспортировать молекулу через мембрану, но и обладать АТФ-азным действием, т. е. катализировать гидролиз АТФ, который является основным источником энергии для активного транспорта. В зависимости от способа использования энергии для транспорта молекул выделяют первично- и вторично-активный транспорт. [c.310]

Система активного транспорта через мембрану является энергозависимой Она включает фермент АТФ-азу, белки-переносчики [c.267]

Симпорт - перенос одного вещества зависит от одновременного (или последовательного) переноса другого вещества в том же направлении. Например, глюкоза, аминокислоты могут транспортироваться Ма+-зависимой системой симпорта. При этом ион Ма транспортируется по градиенту концентрации (вторичный активный транспорт), а молекула глюкозы, присоединенная к тому же переносчику, против градиента концентрации. [c.61]

В связи с тем, чго перенос различных ионов через одинаковые клеточные мембраны происходит с неодинаковой скоростью и что обмен веществ и, следовательно, перенос ионов между внутренней частью клетки и окружающей средой происходит через пограничный слой клетки, который представляет собой довольно сложную структуру, существует теория, что клеточная мембрана обладает свойствами избирательной проницаемости. Вследствие этого живые и неповрежденные клетки, находящиеся в покое, обладают резко выраженной асимметрией в распределении веществ между клеткой и средой концентрация одних веществ больше, а других — меньше, чем в среде. Считают, что протоплазматическая мембрана содержит особые переносчики и ферментные системы, которые управляют скоростью поступления веществ в клетку и выходом их наружу. Благодаря системе переносчиков осуществляется, например, активный транспорт анионов и катионов из межклеточного пространства растительных тканей внутрь клетки. Теория такого активного переноса в настоящее время принимает, что [c.280]

Активный транспорт осуществляется при помощи белков-переносчиков, локализующихся в плазматической мембране. Этим белкам в отличие от тех, о которых мы говорили при обсуждении облегченной диффузии, для изменения их конформации требуется энергия. Поставляет эту энергию АТФ, образующийся в процессе дыхания. [c.189]

Натрий, выкачиваемый из клетки натрий-калиевым насосом, стремится диффундировать обратно в клетку. В мембране находится транспортный белок, которому для вьшолнения его функций требуются натрий и глюкоза. Они транспортируются в клетку вместе пассивно, за счет облегченной диффузии. Активный транспорт аминокислот совершается при участии аналогичного белкового натрий-аминокислотного переносчика активной частью этого процесса является выкачивание натрия наружу. [c.191]

Поверхностные мембраны клеток в стенках хорионических ворсинок образуют микроворсинки, увеличивающие площадь поверхности, через которую осуществляется обмен веществами путем диффузии, облегченной диффузии, активного транспорта и пиноцитоза. В этих клетках имеются многочисленные митохондрии, поставляющие энергию для активного транспорта и пиноцитоза. Поверхностные мембраны клеток содержат молекулы-переносчики, с помощью которых ворсинки поглощают различные вещества путем активного транспорта. Многочисленные мелкие пузырьки, обнаруживаемые в клетках ворсинок, свидетельствуют о поглощении веществ из крови путем пиноцитоза (см. разд. 5.9.8). [c.93]

ПИТАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА, Через плаценту от матери плоду передаются глюкоза, аминокислоты, липиды, неорганические соли и витамины. Глюкоза передается в результате облегченной диффузии с помощью специальных белков-переносчиков, описанных в разд. 5.9.8, а такие ионы, как натрий, калий и кальций — главным образом путем активного транспорта, хотя не исключено, что в случае ионов частично имеет место диффузия. Аминокислоты, железо и витамины проникают через плаценту с помощью активного транспорта. Важность соблюдения диеты во время беременности рассматривается в гл. 8. [c.93]

Активный транспорт (с затратой энергии, против градиента концентрации при этом происходит взаимодействие субстрата с бел-ком-переносчиком на поверхности цитоплазматической мембраны). [c.15]

Встречаются модифицированные варианты активного транспорта — перенос химических групп. В роли белков-переносчиков выступают фосфорилированные ферменты, поэтому субстрат переносится в фосфорилированной форме. Такой перенос химической группы называется транслокацией. [c.16]

Активный транспорт веществ — это движение молекул через мембраны клеток против градиента концентрации с использованием энергии АТФ и веществ-переносчиков. Химическая энергия способствует движению веществ в сторону высокой их концентрации, откуда они стремятся диффундировать согласно механизму диффузии. Благодаря активному транспорту поддерживается разность концентраций ионов во внутриклеточной и внеклеточной жидкостях (рис. 30). [c.79]

Всасывание образовавшихся моносахаридов (глюкозы, фруктозы) стенками тонкого кишечника и поступление их в кровь происходит путем активного транспорта с участием белка-переносчика, градиента Ыа" и АТФ (см. главу 5). Ионы Ма" активируют АТФ-азу, которая ускоряет распад АТФ и освобождение энергии, необходимой для проникновения этих моносахаридов через стенки кишечника. Всасывание других моносахаридов осуществляется посредством пассивной диффузии, так как их содержание в крови низкое. Скорость всасывания отдельных моносахаридов неодинакова. [c.165]

Согласно теории активного транспорта такое поступление становится осуществимым благодаря тому, что в клетке имеются специфические соединения, которые располагаются на поверхности протоплазмы и выполняют роль акцепторов определенных ионов и молекул и тем самым — переносчиков последних из внешней среды внутрь клетки. Мембрана, будучи непроницаема для вещества и для переносчика, проницаема для комплексного соединения последнего с данным веществом [c.83]

Иногда транспорт какого-либо соединения с участием переносчика сопровождается параллельной транслокацией другого соединения в том же направлении — симпорт или в противоположном — антипорт. Примером симпорта может служить транспорт молекул глюкозы, при котором ионы На" " связываются с белком мембраны и увеличивают его сродство к глюкозе. Поскольку внеклеточная жидкость содержит больше ионов Ма , чем внутриклеточная, то вне клетки присоединение ионов Ка , а следовательно, и глюкозы происходит чаще и молекулы глюкозы транспортируются внутрь клетки. Таким образом, наряду с пассивным транспортом ионов Ма происходит симпорт глюкозы. Строго говоря, энергия, необходимая для работы данного механизма, запасается в процессе активного транспорта, т. е. при работе (Ма , К )-насоса, механизм которого рассмотрен далее. [c.445]

Молекулы, которые сами не могут пересекать липидный бислой, используют для этого белки-переносчики, с которыми они связываются. Такое перемещение может происходить двумя способами путем облегченной диффузии или активного транспорта с помощью высокоспецифичных транспортных систем. [c.140]

Облегченная диффузия и активный транспорт во многом сходны. Оба процесса, по-видимому, осуществляются при участии специальных белков-переносчиков и для обоих характерна специфичность к ионам, сахарам и аминокислотам. Об этом свидетельствуют результаты анализа тех последствий, к которым приводят мутации в бактериальных и животных клетках (включая некоторые мутации, вызывающие заболевания у человека). Облегченная диффузия и активный транспорт напоминают реакцию между ферментом и субстратом, однако они осуществляются без образования ковалентных связей. На это сходство указывают следующие моменты 1) имеется специфический участок связывания для растворенного вещества 2) процесс переноса характеризуется насыщением, т. е. существует некая максимальная скорость транспорта (рис. 42.15) 3) процесс характеризуется определенной константой связывания, так что система в целом имеет свою Кул (рис. 42.15) 4) вещества, сходные по своей структуре с переносимым соединением, являются конкурентными ингибиторами и блокируют транспорт. [c.140]

Щеточная каемка энтероцитов содержит системы переносчиков, многие из которых сходны с переносчиками, присутствующими в мембранах щеточной каемки почек и специализированными в отношении захвата разных аминокислот и сахаров. Постулировано существование переносчика, способного связывать различными своими участками глюкозу и Na+ и переносить их через плазматическую мембрану кишечной клетки. Можно себе представить, что глюкоза и Na+ высвобождаются затем в цитозоль, позволяя переносчику захватить новую порцию груза . Na+ транспортируется по градиенту концентрации, стимулируя переносчик к транспорту глюкозы против указанного градиента. Свободная энергия, необходимая для этого активного транспорта, образуе- [c.294]

Лекция 15. КАНАЛЫ И ПЕРЕНОСЧИКИ. АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ [c.148]

МЕМБРАНЫ ЖЙДКИЕ, полупроницаемые жидкие пленки или слои, обеспечивающие селективный перенос в-в в процессе массообмена между жидкими и (или) газообразными фазами. Различают свободные, импрегнированные и эмульсионные М. ж. Свободные М. ж,-устойчивые в гравитац. поле слои жидкости, отличающиеся по плотности от разделяемых ими фаз, напр, слой орг. жидкости, расположенный под водными р-рами в обоих коленах и-образной трубки. Импрегнированные М. ж. представляют собой пропитанные жидкостью пористые пленки (полипропиленовые, полисуль-фоновые, политетрафторэтиленовые и др.) или волокна (полипропиленовые, полисульфоновые). Эмульсионные М. ж,-стабилизированные ПАВ жидкие слои, отделяющие капельную фазу от сплошной в эмульсиях типа вода-масло-вода нли масло-вода-масло. Толщина свободных М. ж., как правило, св. 1 мм, импрегнированных 10-500 мкм, эмульсионных 0,1-1,0 мкм. М. ж. могут быть одноко шонентными и многокомпонентными. Первые являются для проникающего через М. ж. в-ва лишь более или менее селективным р-рителем, осуществляют пассивный перенос. Многокомпонентные М. ж. обычно содержат хим. соединения-переносчики, растворенные в мембранной жидкости и способные избирательно связывать и переносить через мембрану диффундирующее в-во (индуцированный либо активный транспорт). Перенос в-в через М. ж. может протекать в режиме диализа и электродиализа (движущая сила процесса-градиент хим илн электрохим. потенциала по толщине мембраны, см. Мембранные процессы разделения ). [c.31]

Связывающие белки подошли бы на роль подвижных переносчиков в процессе облегченной диффузии, однако большая часть выделенных белков принадлежит, по-видимому, к системам активного транспорта, и их функция в процессах переноса до сих пор окончательно не установлена. Согласно одному из предположений, связывающий белок обладает сильным сродством к транспортируемому веществу (субстрату) и прочно связывается с ним на наружной поверхности летки. Образовавшийся комплекс белок—субстрат далее диффундирует к внутренней i TopOHe мембраны. Здесь в результате процесса, сопряженного с самопроизвольно протекающей экзергонической реакцией, например с гидролизом АТР, конформация бел1ка меняется таким образом, что его сродство к субстрату уменьшается. В результате транспортируемое вещество переходит в клетку, а связывающий белок диффундирует обратно к наружной поверхности. Там его конформация возвращается к исходной, вероятно, под влиянием химических воздействий. [c.359]

Как и наружная плазматическая клеточная мембрана, внутренняя митохондриальная мембрана отличается высокой избирательностью. Некоторые неионизированные вещества легко проходят через нее, тогда как транспорт ионных веществ, включая анионы дикарбоновых и трикарбоновых кислот, находится под жестким контролем. В некоторых случаях анионы перемещаются в результате энергозависимого активного транспорта . В других случаях анион может пройти внутрь лишь в обмен на другой анион, выходящий наружу. Во всех этих случаях необходимо участие специфических транслоцирующих белков-переносчиков (гл. 5, разд, Б,2). [c.423]

Рис. 7.5. Модель активного транспорта ионов через мембрану. Согласно модели, Ка+,К -насос является переносчиком с более высоким сродством к ионам натрия внутри клеточной мембраны, а к ионам калия — снаружи. Изменение сродства происходит вследствие конформационных изменений при фосфорили-ровании и дефосфорилировании. Неясно, каким образом натрпйсвязывающие центры белков перемещаются с внутренней стороны мембраны на наружную. Не доказано вращение, предполагаемое моделью. Неясно также, поче на каждые три нона Ма+ транспортируется только два иона К" ". А=АТР

Известен механизм транспорта, получивший название облегченной диффузии, требующий для переноса веществ через мембрану участия транслоказ. Перенос веществ в этом случае происходит по градиенту их концентрации и не требует энергетических затрат. Этот механизм транспорта не получил широкого распространения у прокариот. Основным механизмом избирательного переноса веществ через ЦПМ прокариот является активный транспорт, позволяющий накачивать в клетку молекулы и ионы против их концентрационных и электрических градиентов. Этот процесс, так же как и облегченная диффузия, протекает при участии локализованных в ЦПМ переносчиков белковой природы с высокой специфичностью к субстрату, но в отличие от облегченной диффузии для движения против электрохимического градиента требует затрат метаболической энергии. Транспорт такого рода должен быть поэтому сопряжен с реакциями, продуцирующими энергию в химической или электрохимической форме. [c.51]

Манноза и пентозы проникают через эпителий кишечника только путем облегченной диффузии с участием специальных переносчиков. Галактоза и глюкоза кроме этого пути могут транспортироваться против градиента их концентрации по механизму вторичного активного транспорта (Ка -зависимый симпорт). Поступление глюкозы из крови в клетки осуществляется в направлении падения ее градиента, так как в цитозоле большинства животных клеток концентрация свободной глюкозы очень низка, тогда как концентрация в плазме крови близка к 5 ммоль/л. Однако только в клетки печени и мозга транспорт глюкозы может осуществляться по механизму пассивной диффузии, и скорость поступления регулируется ее концентрацией в крови. Во всех других тканях скорость транспорта глюкозы осуществляется по механизму облегченной диффузии, который стимулируется инсулином. Активирующее действие инсулина на транспорт глюкозы через клеточную мембрану приведено в гл. 13. [c.241]

Транспорт аминокислот через клеточные мембраны осуществляется в основном по механизму вторично-активного транспорта. В этом случае система активного транспорта приводится в действие не путем прямого гидролиза АТФ, а за счет энергии, запасенной в ионных градиентах. Перенос аминокислот внутрь клеток осуществляется чаще всего как симпорт аминокислот и ионов натрия, подобно механизму симпорта сахаров и ионов натрия. Энергия АТФ затрачивается на выкачивание Ка /К -АТФ-азой ионов натрия из клетки, создания электрохимического градиента на мембране, энергия которого опосредованно обеспечивает транспорт аминокислот в клетку. Известен ряд сходных по строению транспортных систем (транслоказ), специфичных к транспорту аминокислот нейтральных аминокислот с небольшой боковой цепью, нейтральных аминокислот с объемным боковым радикалом кислых аминокислот, основных аминокислот, пролина. Эти системы, связывая ионы натрия, индуцируют переход белка-переносчика в состояние с сильно увеличенным сродством к аминокислоте Ка" стремится к транспорту в клетку по градиенту концентрации и одновременно переносит внутрь клетки молекулы аминокислоты. Чем выще градиент Na , тем выше скорость всасывания аминокислот, которые конкурируют друг с другом за соответствующие участки связывания в транслоказе. [c.366]

Все теории, объясняюцще активный транспорт, включают представление о наличии в мембране специфических транспортных белков. Эти белки получили названия, указывающие на их функцию пермеазы, транслоказы, белки-транслокаторы, переносчики. Транспортные процессы отличаются друг от друга главным образом тем, что служит для них источником энергии-протонный потенциал Ар (рис. 7.20), АТР или фосфоенолпируват (рис. 7.18). [c.259]

Что касается отношения явления активного транспорта к стереоизомерии аминокислот, то и здесь наблюдаются вариации. Мембраны в высших организмах гораздо селективнее по отношению к природным 1-аминокислотам, чем оболочка бактерий или клеток асцитного рака. Чтобы происходил активный перенос, положение аминогруппы по отношению к карбоксильной должно быть а или р, но не 7- О химизме веществ-переносчиков сейчас известно очень мало. Показано, что фосфолипиды (Хокин) являются участниками транспорта многих веществ, в частности ионов. При процессах транспорта обмен фосфолипидов усиливается, что было обнаружено по проникновению в них радиоактивно меченного фосфора. Подозревают, что переносчиками являются комплексы белков с фосфолипидами. [c.182]

В таких растворах свободные ионы практически отсутствуют тем не менее жидкие мембраны обладают электрохимической активностью, проявляя к некоторым ионам высокую электродную селективность. Возникает вопрос каким образом мицеллоподобные образования способны к активному транспорту электричества через мембрану Трудно допустить сольватационный механизм, поскольку переносчики заряда локализованы в полярном ядре мицеллы и экранированы от сольватирующей среды растворителя. Внутри полярного ядра диэлектрическая [c.21]

Ряд экспериментальных данных строго подтверждает необходимость фосфолипидов для осуществления активного транспорта моновалентных катионов через мембрану. Исследования, выполненные на искусственных и природных мембранах, показали, что проницаемость биологических мембран для ионов и молекул в значительной мере определяется составом липидов и структурой их гидрофобных и гидрофильных компонентов. Барьерные свойства мембран зависят от природы углеводородной цепи фосфолипидов, взаимодействия фосфолипида и холестерина и химической природы полярных головок фосфолипидов, с уменьшением длины цепи жирнокислотных остатков фосфолипидов или увеличением степени их ненасыщенности увеличивается подвижность цепей, что в свою очередь повышает скорость диффузионных процессов, а также транспорт молекул-переносчиков. При взаимодействии фосфолипидов с холестерином уменьшается площадь фосфолипидов и, следовательно, их проницаемость. Природа полярных головок также влияет на проницаемость биологических мембран. Эффект ионной проницаемости зависит от заряда фосфолипида. Например, в грамположительных бактериях фосфатидилглицерин (заряжен отрицательно) селективно пропускает катионы и протоны, а лизилфосфатидилглицерин (заряжен положительно) —анионы. [c.381]

В результате усиления мобилизации жиров в жировых клетках существенно повышается уровень СЖК и глицерина в крови. Высокая концентрация СЖК, а также изменение механизмов транспорта (функция переносчиков) способствуют накоплению СЖК в скелетяых мышцах и активируют ферменты их окисления. Проникновение СЖК в волокна скелетных мышц осуществляется путем активного транспорта с участием переносчиков. После поступления в мышечные клетки СЖК используются в аэробном окислении либо, частично, для синтеза триглицеридов. [c.209]

Некоторые транспортные процессы, имеющие решающее значение для организма, протекают не только при участии переносчиков, но и с затратами энергии метаболизма, поддерживающими градиенты. Это позволяет транспортировать вещества против градиентов концентрации или электрохимического потенциала. Такие процессы называют активным транспортом (см. 3, гл. V). Основное отличие активного транспорта от облегченной диффузии заключается в том, что одна из стадий активного транспорта является энергозависимой. Когда для переноса вещества используется энергия АТФ или окислительно-восстановительных реакций, транспорт называют первично-активным. Если же в качестве источника энергии используется градиент концентрации ионов, то транспорт называют вторично-активным. В отличие от предыдущего вида транспорта энергозависимая стадия этого процесса представляет собой антипорт или симпорт веществ с ионами. Более подробно системы активного транспорта рассмотрены в гл. XXVI. [c.76]

Клеткам также необходимы транспортные белки, активно перекачивающие определенные растворенные вещества против их электрохимических градиентов ( в горку ). Этот процесс, известный под названием активного транспорта, всегда осуществляется белками-нереносчиками. Как будет рассмотрено ниже, при активном транспорте перекачивающая активность переносчиков является направленной, поскольку она тесно связана с источником метаболической энергии, таким, как гидролиз АТР или градиент ионов. Таким образом, транспорт, осуществляемый белками-нереносчиками. может быть как активным, так и пассивным, в то время как фанспорт через каналы является всегда пассивным (рис. 6-44). [c.382]

Рис. 6-51. Принципы использования градиента Ка" для работы насоса, перекачивающего глюкоз>. Насос осциллирует случайным образом между двумя состояниями пинг и понг , как на рис. 6-47. Ка" связывается одинаково хорощо с белком в любой конформации. Связывание Ка" индуцирует аллостерический переход белка в состояние с сильно увеличенным сродством к глюкозе. Поскольку концентрация Ка вне клетки выще, чем в цитозоле, связывание глюкозы с насосом более вероятно в конформации понг . Поэтому перенос Ка" и глюкозы в клетку (переход понг пинг ) происходит намного чаще, чем наоборот, т.е. осуществляется направленный перенос. Поддерживая градиент Ка" на определенном уровне (Ка" + К" )-АТРаза косвенным образом обеспечивает такую транспортную систему энергией. Говорят, что переносчики, работающие по такому принципу, осуществляют вторичный активный транспорт, тогда как АТРаза осуществляет первичный активный

У бактерий и растений большинство систем активного транспорта, приводяшихся в действие ионными градиентами, используют в качестве котранспортируемого иона Н", а не Na". В частности, активный транспорт большей части Сахаров и аминокислот в бактериальные клетки обусловлен градиентом Н" через плазматическую мембрану. Наиболее хорошо изученный пример гакого рода - переносчик лактозы (пермеаза). Этот трансмембранный белок, состоящий из одной полипептидной цепи (длиной около 400 аминокислотных остатков), но-видимому, пересекает липидный бислой по крайней мере девять раз. Он осуществляет Н"-зависимый симнорт с каждой транспортируемой в клетку молекулой лактозы переносится один протон. [c.391]

Природные (Ь-) изомеры (но не О-изомеры) аминокислот подвергаются активному переносу через кишечную стенку от слизистой ее поверхности к серозной в этом переносе может участвовать витамин В (пиридоксальфосфат). Активный транспорт Ь-аминокислот представляет собой энергозависимый процесс об этом свидетельствует его ингибирование разобщителем окислительного фосфорилирования 2,4-динитрофенолом. Аминокислоты переносятся через щеточную каемку целым рядом переносчиков, многие из которых действуют при посредстве Na+-зависимых механизмов, подобно системе переноса глюкозы (рис. 53.4). К числу Na+-зaви имыx переносчиков относятся переносчик нейтральных аминокислот, переносчик фенилаланина и метионина и переносчик, специфичный для иминокислот, таких, как пролин и гидроксипролин. Охарактеризованы и независимые от Ка переносчики, специализированные в отношении транспорта нейтральных и ли-пофильных аминокислот (например, фенилаланина и лейцина) или катионных аминокислот (например, лизина). [c.296]

Поскольку вторичный активный транспорт веществ через плазмалемму высших растений осуществляется на белковых переносчиках в симпорте с Н" ", то механизм действия компонент АрСН" " на вторичный транспорт веществ следует, вероятно, увязывать со строением и [c.81]

Общая модель, объясняющая работу мембранных ионных насосов, схематически показана на рис. 6.10. Видно, что активный перенос ионов происходит в три этапа. Сначала ион соединяется с молекулой переносчика, образуя комплекс ион — переносчик. Затем этот комплекс проходит через мембрану или переносит через нее заряд. Наконец, ион освобождается на противоположной стороне мембраны. Одновременно происходит аналогичный процесс, переносящий ионы в противоположном направлении. Из всех систем активного транспорта лучше всего изучен насос, переносящий через мембрану Na+ и К+ против концентрационных градиентов этих ионов. Источником энергии для работы этих насосов служит расщепление АТР АТРазой. Этот фермент носит название Na+, К -зависимой АТ Разы. Опытным путем было показано, что он одновременно выполняет функцию ионного переносчика. Он представляет собой крупный белок, связанный с мембраной и состоящий из двух полипептидных компонентов молекулярная масса каждого из этих компонентов составляет 100 000. Молекула этого белка пронизывает мембрану насквозь прикрепляясь к ее наружной стороне небольшими гликопротеиновыми цепями. С внутренней стороны мембраны происходит преимущественное связывание Na+ и АТР, а с наружной — К+ и различных ингибиторов ти- [c.144]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология