Активный транспорт См протонов

Подобные исследования были успешно проведены и в отношении активного транспорта протонов с применением уравнений неравновесной термодинамики для двух потоков. Во всех случаях варьирование Х+ позволяет оценить феноменологические коэффициенты и сродство А движущей метаболической реакции. В последнее время успешно применяют подобный формализм для описания процессов фосфорилирования в митохондриях и хлоропластах. Считается общепринятым, что в этих объектах имеется тесное сопряжение между тремя главными процессами, лежащими в основе биоэнергетики клеточных мембран электронный транспорт с окислением субстрата (/о, Ао), фосфорилирование АДФ с образованием АТФ (/р. Ар), транслокация протонов через сопрягающую мембрану (/н Ацн). Ключевую роль играет трансмембранная циркуляция протонов, которая индуцируется переносом электронов и в свою очередь запускает синтез АТФ. Феноменологическое описание системы включает соответственно три уравнения [c.80]

Активный транспорт протонов в мочевом пузыре черепахи [c.181]

Неравновесно-термодинамический анализ активного транспорта протонов [c.183]

В других исследованиях показано, что транспорт протонов и сопряженный метаболизм в мочевом пузыре черепахи поддаются анализу методами линейной термодинамики неравновесных процессов, поскольку /н> /соз и /сог линейно зависят от значения pH во внешнем пространстве (рис. 8.20). Кроме того, при сопоставлении зависимости /н от pH на внешней стороне и от А ф значения с /н/с (АрН) и с /н/с (А ф) в пределах статистического разброса совпадали, так же как и точки пересечения с осью pH, в которых скорость активного транспорта протонов обращается в нуль. В результате по аналогии с активным транспортом натрия можно написать [c.183]

Анализ активного транспорта протонов методом эквивалентных контуров [c.187]

Экспериментальные исследования показывают, что активный транспорт натрия в коже лягушки и мочевом пузыре жабы и активный транспорт протонов в мочевом пузыре черепахи [c.190]

Обратимость потоков означает, например, что при сопряжении типа Б, которое мы назвали отрицательным в соответствии с принятой полярностью, гидролиз АТФ будет способствовать выбросу протонов наружу, как это показывает стрелка, тогда как поглощение протонов способствует фосфорилированию. При сопряжении типа Е поток протонов внутрь приведет к накоплению Я за счет X. Сопряжения Б, В к Е отражают работу обратимого протонного насоса, т. е. они означают наличие активного транспорта протонов. [c.314]

Протонный насос синтез АТР функционально противоположен активному транспорту [c.179]

Для понимания движущих сил, участвующих в активном транспорте разных типов молекул (электронейтральных, несущих положительный или отрицательный заряд), следует помнить, что в цитоплазме более щелочная среда и суммарный отрицательный заряд. Незаряженные молекулы (глюкоза, галактоза, нейтральные аминокислоты) переносятся в клетку вместе с протонами за счет обоих компонентов Ар,н+—А А и ДрН. [c.104]

Стадией, лимитирующей синтез АТФ, является высвобождение синтезированного АТФ из активного центра фермента в матрикс. Полагают, что энергозависимое протонирование отдельных функциональных групп АТФ-азного комплекса, происходящее за счет энергии АцН , вызывает конформационные изменения в Р компоненте, которые приводят к быстрому высвобождению синтезированного АТФ из активного центра фермента. Важным моментом является обратимость реакции, катализируемой АТФ-азным комплексом. При соответствующих условиях комплекс Рд—Р может расщеплять молекулу АТФ и использовать полученную при этом энергию для транспорта протонов, т. е. для образования на мембране АцН . Согласно концепции, постулированной В. П. Скулачевым, наряду с АТФ используется как конвертируемая валюта для энергетических превращений, протекающих на мембране. В связи с этим было предложено все энергетические превращения в клетке подразделить на две группы протекающие в цитоплазме (источник энергии — АТФ, креатинфосфат и другие макроэрги) и локализованные в мембране, использующие энергию Д йН (рис. 15.9). Следует отметить, что не уникален в качестве сопрягающего иона и у некоторых видов организмов при определенных условиях его может заменить ион натрия. [c.205]

За счет работы систем первичного активного транспорта на мембране создается градиент ионов, прежде всего — протонный [c.268]

Рис. 7.20. Различные виды активного транспорта, для которых источником энергии слу-жит протонный потенциал Ар.

Согласно создавшемуся представлению об активном центре катализатора, углеводород, находящийся в газовой фазе, отдает электрон льюисовскому кислотному центру, при этом на поверхности катализатора образуется карбониевый ион, что стабилизирует кислотный центр. Стремление алюминия вернуться в состояние, характеризующееся координационным числом 6, создает движущую силу десорбции. Однако для перемещения иона водорода, который также образуется в процессе крекинга, необходимо одновременное присутствие и сосуществование на двойном центре кислоты Льюиса и кислоты Бренстеда. Как было установлено, транспорт протонов может происходить и без участия кислоты Бренстеда. Для осуществления такого транспорта необходимы лишь незначительные изменения в структуре у-окиси алюминия. Катализатор содержит значительное количество ионов кислорода, которые могут присоединять и, следовательно, перемещать протоны. Поэтому вполне возможно, что на поверхности катализатора присутствуют как бренстедовские, так и льюисовские кислотные центры. [c.371]

Активный транспорт — основной термин, используемый для описания ряда механизмов, по которым растворенное вещество переносится через биомембрану в направлении, противоположном его градиенту концентраций. Один из распространенных механизмов заключается в сопряженном транспорте, при котором затрудненный перенос одного растворенного вещества проходит одновременно с легким переносом другого растворенного вещества (гл. 9). В качестве примера осуществления такого транспорта можно привести систему с сопряженными ионами натрия для сахаров и аминокислот [12] и систему с сопряженными протоном для лактозы. Натрий-калиевый насос вводит два иона К+ и удаляет три иона Ыа+, и клетка гидролизуется в результате гидролиза аденозинтрифосфата (АТФ), который транспортирует два иона кальция для каждой молекулы АТФ. [c.329]

Процесс рециклизации везикул достаточно быстрый, он занимает не более 1 мин и обеспечивается активным транспортом медиатора внутрь везикулы за счет электрохимического градиента, формируемого протонным насосом, встроенным в везикулярную мембрану. [c.459]

Рис. 7-21. Некоторые из процессов активного транспорта, идущих за счет энергии электрохимического протонного градиента, который поддерживается на внутренней мембране. Указан заряд каждой из транспортируемых молекул Наружная мембрана свободно проницаема для всех

Говоря о роли Е во вторичном транспорте через плазмалемму, следует учитывать, что эта компонента является составной частью электрохимических градиентов ионов на мембране, и в первую очередь Ац.Н" , создаваемого протонными насосами. Поскольку Ар-Н" наряду с электрической (Е ) включает химическую составляющую (АрН), то встает отдельный вопрос о соотносительной роли этих компонент во вторичном активном транспорте. [c.80]

В клеточных мембранах известны три ионных насоса Ыа+ -К -насос, протонный насос, кальциевый насос. Каким образом осуществляется при этом активный транспорт сахаров и аминокислот [c.66]

Большое значение для жизнедеятельности клеток имеет явление сопряженного транспорта веществ и ионов, которое заключается в том, что перенос одного вещества (иона) против электрохимического потенциала ( в гору ) обусловлен одновременным переносом другого иона через мембрану в направлении снижения электрохимического потенциала ( под гору ). Схематически это представлено на рис. 50. Работу транспортных АТФ-аз и перенос протонов при работе дыхательной цепи митохондрий часто называют первичным активным транспортом, а сопряженный с ним перенос веществ — вторичным активным транспортом. [c.122]

Известны четыре основные системы активного транспорта ионов в животной клетке, три из которых обеспечивают перенос ионов Ка, К, Са и Н через биологические мембраны за счет энергии гидролиза АТФ специальными ферментами-переносчиками, которые называются транспортными АТФ-азами (см. рис. 49). Четвертый механизм — перенос протонов при работе дыхательной цепи митохондрий пока изучен недостаточно. Наиболее сложно из транспортных АТФ-аз устроена Н -АТФ-аза, состоящая из нескольких субъединиц, а самая простая — Са -АТФ-аза, [c.129]

А. Баллио с сотр. (Ва1Ио е1 а1., 1979) обнаружили в плазматической мембране рецептор ФК — гликопротеин с молекулярной массой 40 тыс. дальтон. Эти исследователи обнаружили в корнях проростков кукурузы эндогенный ингибитор активного транспорта протонов — антагонист ФК. Высказана возможность косвенной активации ФК транспортной мембранно-связанной АТФ-азы. ФК взаимодействует с локализованными в плазмапемме дыхательными цепями, которые могут регулировать функционирование системы активного транспорта протонов. [c.346]

Активный транспорт протонов из цитоплазмы поддерживается двумя типами реакций действием электронотранспортной цепи и гидролизом АТФ. Редокс-насос и гидролитический насос, перекачивающие ионы находятся в мембранах, способных превращать световую или химическую энергию в энергию Ацн+ (плазматические мембраны прокариот, сопрягающие мембраны хлоропластов и митохонрий). Электрохимический градиент протонов может быть использован для сопряженного транспорта вторичный активный транспорт) большого числа метаболитов — анионов, моносахаридов, аминокислот и т. д. [c.447]

По аналогии с транспортом натрия исследовался также активный транспорт протонов, где в экспериментах вариировались значения pH на внешней стороне или Аф. [c.134]

Это заключение было проверено в модельных опытах, в которых транспорт модифицировали, влияя на метаболизм. Как видно из табл. 8.5, подавление метаболизма путем дезоксигена-ции, введения 2-дезоксиглюкозы или удаления субстратов во всех случаях приводило к существенному подавлению активного транспорта протонов и снижению хн со сравнительно слабым влиянием на ПДС. Только при введении в омывающий раствор 2,4-динитрофенола влияние на хн и ПДС было сопоставимым. Влияние этого вещества на ПДС, по-видимому, обусловлено усилением проницаемости мембран для протонов, что приводит к усилению пассивной утечки протонов в клетки через плазматические мембраны по пути, параллельному активному насосу. Такое объяснение подтверждается тем фактом, что 2,4-динитрофенол существенно снижает ПДС (на 12%) даже при введении его со стороны внешней поверхности в низкой концентрации (2-10 М), не влияющей на В соответствии [c.188]

Активный ионный транспорт в нервной клетке имеет множество функций поддерживает мембранный потенциал возбудимой мембраны (натрий-калиевый насос), регулирует внутриклеточную концентрацию Са + ( a +,Mg2+-ATPaзa) и обеспечивает клетку энергией (РгАТРаза, протонный насос). Натрий-калиевый насос является электрогенным — на каждые три иона На+, транспортируемых наружу, направляются внутрь два иона К" " таким образом, при каледом цикле из клетки забирается по одному положительному заряду. АТР поставляет энергию для обеспечения активного транспорта (против ионного градиента), т. е. осуществляет связь между передачей импульса и метаболизмом нервной клетки. Система ионного транспорта включает АТРазу и ионофор — сложные мембранные белки. Один из белковых компонентов подвергается промежуточному фосфорили-рованию с помощью АТР. Гликозид дигиталиса и уабаин (стро- [c.184]

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]

Механизмы активного транспорта позволяют веществам поступать в клетку против градиента концентрации. Такие механизмы требуют затраты метаболической энергии. Первичный транспорт — это выброс протонов из клетки с образованием протонного гради- [c.103]

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]

Необходимо отметить, что натриевые насосы как системы активного транспорта характерны для структурных мембран клетки, первыми при-нимаюшими на себя воздействие внешней среды и не требующими для функционирования высокого электрического сопротивления. Иначе обстоит дело с сопрягающими мембранами, выполняющими главную функцию —аккумулирование энергии —и требующими высокого электрического сопротивления [15, 33]. В этом случае действуют протонные насосы, которые служат главными узлами механизма сопряжения процессов окисления и фосфорилирования при генерации мембранного потенциала дыхательной цепью и АТФ-азой. При этом одна система разделяет водород на Н+ и /, а вторая — молекулу НгО, гидролизующей АТФ, на Н+ и НО-. [c.432]

Если кровь слищком подкисляется, то протоны секретируются путем активного транспорта в просвет канальцев и собирательных трубочек и в результате удаляются из организма с мочой. Если источником протонов служит угольная кислота, то при этом образуется бикарбонат, который возвращается в кровь путем диффузии. При значительном повыщении pH происходит обратное. В результате таких изменений pH мочи варьирует от 4,5 до [c.34]

В обш ем виде систему активного транспорта рассматривают как трансмембранный канал с большим числом участков связывания Н , в котором транслокация протонов происходит за счет последовательных перескоков Н+ между участками связывания. Такой ионный канал может работать как ионный насос, если структура энергетических барьеров претерпевает динамические изменения за счет энергообеспечиваюш ей реакции, например изменяются константа диссоциации про-тон-связываюш их участков канала и высота соседних барьеров. В этом случае протон будет освобождаться преимуш ественно с одной стороны мембраны, а погло-ш аться — с другой. [c.164]

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]

Безусловно, значительным достижением следует считать развертывание исследований данного вопроса на еще более простой модельной системе — протеолипосомах со встроенной Н+-АТФазой. Впервые такое встраивание осуществлено Вара и Серрано (623, 682]. Исследованиями этих, а также других авторов 1460, 5431 было показано, что даже в такой упрощенной системе Н+-АТФаза плазмалеммы проявляет основные свойства, характерные для нее в нативной мембране ее активность подавляется ванадатом. ДЦКД, ДЭС. грамицидином S имеет оптимум pH 6.5 стимулируется моновалентными катионами ингибируется С , Си -. на нее практически не действует уабаин. олигомицин. азид. Но самое существенное состоит в том. что в протеолипосомах Н+-АТФаза сохраняет способность к АТФ-зависи-мому транспорту протона [460. 543. 623, 6821. При этом наряду с химической формируется и электрическая компонента Д Ш (6371. [c.36]

Механизм транспорта протона через мембрану Ро-фактором в настоящее время неясен. С помощью направленных мутаций удалось изменить структуру субъединицы Ро Е. соИ. Оказалось, что дефект в любой из субъединиц приводит к потере способности транспортировать ионы через мембрану. На основе исследования кинетики переноса ионов фактором Ро через мембрану Я. Кагава сделал заключение, что Ро-фактор не просто канал для протонов, а место, где происходит их связывание. Предполагается, что в активном центре переноса расположен остаток дикарбоновой аминокислоты с-субъединицы. Для Е. соИ это Asp-61. Замена его на какую-либо другую аминокислоту полностью блокирует транспорт Н+ и синтез АТФ за счет Д лН+. [c.131]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология