Транспорт метаболитов

Энергия ДДН , помимо синтеза АТФ, может непосредственно использоваться клеткой для др целей - транспорта метаболитов, движения (у бактерий), восстановления никотинамидных коферментов и др. [c.339]

Существование клетки как целостной системы, существование функциональных клеточных органоидов требует компартмента-лизации, пространственного разграничения этих систем мембранами, характеризуемыми регулируемой проницаемостью. Белки-ферменты, входящие в состав мембран в комплексах с липидами, обеспечивают активный транспорт метаболитов в клетку и из нее, идущий в направлении, противоположном градиенту концентрации. Эта функция белков тесно связана с механохимиче-ской. Кроме того, белки катализируют метаболические биоэнергетические процессы, протекающие в мембранах. Так, ферменты митохондрий, локализованные в мембранах, ответственны за биохимические процессы, связанные с дыханием, за механические движения митохондрий, за активный транспорт. [c.176]

Ворсинки общего типа придают бактериям свойство гидрофоб-ности, обеспечивают их прикрепление к клеткам растений, фи-бов и неорганическим частицам, принимают участие в транспорте метаболитов. Через ворсинки в клетку могут проникать вирусы. [c.45]

Белки выполняют в биологических мембранах две роли. Некоторые из них просто поддерживают структу-ру мембраны (структурные белки). Более важные-функциональные белки непосредственно участвуют в мембранных процессах (химических реакциях и транспорте метаболитов). Белки различаются также по положению в мембране — некоторые лишь адсорбированы на ее поверхности, а другие (интегральные белки) погружены в мембрану так, что только их полярные части находятся снаружи. В некоторых случаях интегральные белки пересекают всю толщину мембраны. [c.214]

Энергия электрохимического протонного градиента используется для синтеза АТР и транспорта метаболитов и неорганических ионов в матрикс [9] [c.442]

A. Усиленный транспорт метаболитов [c.426]

Палочка состоит из внутреннего и наружного сегментов, связанных между собой тонкой соединительной ножкой, или ресничкой (рис. 25). Внутренний сегмент, включающий внутриклеточные органеллы (митохондрии, рибосомы и др.), переходит в ядерно-плазматическое тело, базальная часть которого снабжена пресинаптическим окончанием, вступающим в контакт с биполярными клетками. Ножка играет важную роль в транспорте метаболитов (белки, АТФ и т. д.), которые нужны для обновления и функционирования наружного сегмента. В частности, через ножку в наружный сегмент переносится родопсин, синтезируемый рибосомами внутреннего сегмента. Наружный сегмент выполняет фоторецепторную функцию клетки. Он заполнен стопкой дисков, ориентированных перпендикулярно к длинной оси клетки. В наружных сегментах палочек позвоночных содержится около 1000—2000 дисков. [c.122]

Стадия 2. Одновременно с накоплением несбраживаемых органических кислот, которое привело к выработке протонного насоса, использующего энергию АТР, истощались запасы сбраживаемых веществ, за счет окисления которых можно было осуществлять транспорт метаболитов и другие важные жизненные процессы. В этих условиях наиболее успешно развивались те бактерии, которые были способны выводить ионы Н без сопряжения с гидролизом молекул АТР, так что последние сохранялись для других надобностей. Давление отбора, вероятно, привело к появлению первых белков, связанных с мембраной, которые могли использовать перенос электронов между молекулами с различным окислительно-восстановительным потенциалом в качестве источника энергии для откачивания протонов через плазматическую мембрану. Для некоторых из этих белков могли найтись подходящие доноры и акцепторы электронов среди накапливающихся несбраживаемых органических кислот. Подобные электрон-транспортные белки встречаются и у ньше живущих бактерий например, на рис. 9-55 показано, как некоторые бактерии откачивают протоны за счет относительно небольшого количества энергии, извлекаемого при переносе электронов с муравьиной кислоты на фумаровую. [c.49]

A. Усиление транспорта метаболитов [c.151]

Наиболее хорошо изучены так называемые половые ворсинки, или F-пили, принимающие участие в половом процессе бактерий. Считают, что F-пили необходимы клетке-донору, обеспечивая контакт между ней и реципиентом и служа конъюгационным тоннелем, по которому происходит передача ДНК. Предполагается также, что ворсинки принимают участие в транспорте метаболитов, прикреплении бактерии к субстрату. Через пили в клетки могут проникать вирусы. Ворсинки нельзя считать обязательной клеточной структурой, так как без них бактерии тоже хорошо растут и размножаются. [c.38]

Следует отметить, что транспорт метаболитов, различающихся по размерам, заряду и растворимости в липидах мембран, окружающих органеллы, связан с работой весьма сложных механизмов. Некоторые из них обсуждались, когда речь шла о митохондриальной мембране (см. гл. 13) другие механизмы будут рассмотрены в последующих главах. [c.171]

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАНСПОРТА МЕТАБОЛИТОВ [c.163]

Данный раздел посвящен прежде всего методам исследования транспорта метаболитов в митохондриях. Здесь следует отметить, что эти методы приложимы также и к другим системам. [c.163]

Большинство митохондриальных транспортных систем катализирует обменные реакции. Поэтому, чтобы получить достоверные результаты по транспорту метаболита, необходимо предварительно нагрузить митохондрии веществом, на которое он обменивается. [c.165]

АТР-зависимый транспорт метаболитов был обнаружен у многих видов грамотрицательных бактерий. В этих случаях транспорт, как правило, зависит от специфических связывающих белков, локализованных в периплазматическом пространстве и имеющих мол. массы 20 000—40 000. Эти белки специфически и с высоким сродством связывают определенный метаболит. Описано более 20 видов таких белков. При осмотическом разрушении клеточной стенки эти белки выходят из периплазмы и АТР-зависимый транспорт нарушается. Связывающие белки не являются переносчиками per se, но они сообщают транспортным системам специфичность и высокое сродство к субстратам. До сих пор неясно, существует ли единая АТР-за-висимая транспортная система для многих веществ или для каждого субстрата своя. [c.172]

В мембранах, содержащих Н+-АТФ-синтазу, генерация ДцН за счет гидролиза АТФ может быть следствием обращения реакции, катализируемой этим ферментом. Такой эффект наблюдается, например, у некоторых бактерий, использующих как энергию дыхания или света, так и энергию гликолиза. Если такие бактерии подвижны, то АцН, образованная за счет гликолитического АТФ, может использоваться наряду с транспортом метаболитов и рН-ре- [c.122]

Вообще говоря, образование градиентов ионов специфическими ионными насосами, такими, как Д хН-генераторы, ион-транспортные АТФазы и т. п., должно быть отнесено к осмотической работе. Однако такого рода эффекты принято исключать из рассмотрения в данном контексте. Вместо этого главное внимание уделяют транспорту метаболитов, движимому посредством АцН, A xNa, АТФ или фосфоенолпирувата (ФЕП). Ниже будет рассмотрена А д,Н-зависи-мая осмотическая работа. [c.145]

Многие ионы металлов необходимы клеткам живых организмов. Это Na, К, Mg, Са, Мп, Fe, Со, Си, Мо, Zn. Они составляют 3% массы человеческого тела. Na(I), К(1) и Са(П) особенно важны как участники так называемого ионного насоса , который сопровождается активным транспортом метаболитов и энергетическими процессами. Другие металлы, такие, как Zn(II) и Со(И), обнаружены в различных металлоферментах, где они координируются с аминокислотами и ускоряют реакции, происходящие в активном центре [214]. Они выступают как сверхкислотные катализаторы, оказывающие прямое или матричное действие. В то же время ионы Fe(II) и u(II) предпочтительно связываются с простетическими группами порфиринового типа и участвуют во многих системах электронного переноса. [c.342]

Оболочка хлоропласта представляет собой непрерывную двойную мембрану, которая функционирует как селективный барьер при транспорте метаболитов внутрь органеллы или из нее. Полагают, что внутренняя мембрана может играть некоторую роль в формировании новых внутренних ламелл. У некоторых видов растений к внутренней мембране оболочки хлоропласта прилегает протяженная система трубочек и пузырьков. Эта система, известная как периферический ретикулум, по-видимому, характерна для растений, обладающих С4-путем фиксации углерода (разд. 10.6), но иногда она обнаруживается и у некоторых Сз-растений, в частности в стрессовых условиях окружающей среды. Оболочка хлоропластов хлорофилла не содержит, однако в ней присутствуют каротиноиды, а именно зеаксантин (10.1), антераксантин (10.2) и виолаксантии (10.3), которые с помощью ферментов могут превращаться друг в друга. В последнее время появляется все больше данных, свиде- [c.329]

Термин строительный блок применительно к мембранным молекулам может создать ложное впечатление, что их функции являются исключительно структурными. Из материала двух последующих глав станет ясно, что ббльшая часть этих молекул, если не все, выполняют дополнительные функции. Они могут служить барьерами или воротами, антигенами или рецепторами, ферментами или ионными насосами, функционировать как транслоказы (белки-переносчики для транспорта метаболитов через мембраны) или как специфические центры узнавания. Отдельные молекулы мембран не следует рассматривать изолированно, так как их характерные свойства проявляются при взаимодействии с другими молекулами мембран. В последние [c.35]

Ряс. 19-22. Электронная микрофотография передаточной клетки, участвующей в транспорте метаболитов из облиственной части мха Funaria к спорофиту. Общая площадь ее плазматической мембраны значительно увеличена за счет сложных внутренних выростов клеточной стенки. [c.177]

Нервная система в организме животных объединяет в единое целое деятельность разнообразных органов, их морфо-функциональных единиц и огромное многообразие внутриклеточных биохимических процессов, лежащих в основе физиологических функций этих органов, а также осуществляет постоянное уравновешивание деятельности целостного организма и отдельных его систем с внешней средой. В связи с выполнением этих и других функций, несиойственпых остальным органам и тканям, нервная система обладает рядом особенностей, которые обеспечивают ей осуществление упомянутых специфических функций. К ним относятся особенности локализации, макро- и микроструктурной организации, пролиферации нервных клеток, устройства и функционирования аппаратов кровоснабжения, мембранного транспорта метаболитов, барьерных механизмов, а также межклеточных взаимоотношений в системах нейрон-нейрон, нейрон—нейроглия, нейрон—эффекторная клетка. Последняя особенность обеспечивает нервной ткани наиболее важное отличительное свойство — исключительное развитие механизмов регулирования функций на межклеточном уровне. [c.19]

Энергия электрохимического протонного градиеггга используется для сигггеза АТР и транспорта метаболитов и неорганических ионов в матрикс 442 [c.514]

Учитывая тот факт, что изменение степени ионизации боковой группы полипептида всегда связано с изменением его локальной гидратации и конформации, можно ожидать, что такой полипептид способен выполнять одновременно и роль молекулярного рН-датчика об окружающей среде, и функцию исполнительного устройства, которое реагирует на изменение pH, изменяя свою гидратацию. Примером такого чувствительного рН-датчика и регулятора гидратации является композиционный сополимер гидрогеля и полипептида, влияющий на скорость поступления лекарственного вещества в клетку (Akaia et al., 1998). Живые системы регулируют транспорт метаболитов с не меньшей эффективностью. Ниже (см. раздел 2.2) мы увидим, что мембранный белок, от- [c.45]

Энергия электрохимического протопного градиента на внутренней митохондриальной мембране используется для синтеза АТР и транспорта метаболитов в матрикс митохондрии [9, 10] [c.20]

Переход в фазу геля липидов, иммобилизованных белками, приводит к снижению активности ферментов, что выявляется на графиках Аррениуса в виде изломов кривых. Эти фазовые превращения могут привести к различным последствиям нарушить активный и пассивный транспорт метаболитов и ионов, синтез веществ, производство энергии в клетке. В некоторых типах мембран (например, Е. oli) кроме фазово-структурных переходов анулярных липидов может происходить латеральное разделение липидов в бислое, что способствует формированию трансмембранных дефектов, через которые содержимое клетки может покидать цитоплазму. В развитии дефектов в мембране важную роль играют холестерин и Са +. Холестерин следует рассматривать как термальный буфер его содержимое в мембране непосредственно определяет ширину температурного интервала фазовых переходов в липидном матриксе. [c.42]

Другой подход связан с получением мутантов, у которых нарушен активный транспорт метаболитов в клетку. Такие мутанты могут быть отобраны как формы, устойчивые к действию токсичных аналогов соответствующих соединений. Обнаружено, что мутанты Вг. flavum, у которых нарушен активный транспорт глутамата в клетки, продуцируют его почти на 10% больше, чем исходный штамм. По-видимому, прекращение реаккумуляции глутамата вызывает дальнейшее снижение его внутриклеточной концентрации, что стимулирует его синтез. [c.83]

В матриксе находятся растворимые ферменты цикла лимонной кислоты и ферменты Р-окисления жирных кислот в связи с этим возникает необходимость в механизмах транспорта метаболитов и нуклеотидов через внутреннюю мембрану. Сукцинатдегидрогеназа локализована на внутренней поверхности внутренней митохондриальной мембраны, где она передает восстановительные эквиваленты дыхательной цепи на уровне убихинона (минуя первую о/в петлю). 3-Гидроксибутиратдегидрогеназа также локализована на матриксной стороне внутренней митохондриальной мембраны. Г лицерол-З-фос-фат-дегидрогеназа находится на наружной поверхности внутренней мембраны, где она участвует в функционировании глицерофосфатного челночного механизма. [c.136]

Один из быстрых качественных методов определения транспорта метаболитов основан на измерении осмотического набухания матрикса при, накоплении в нем растворимых веществ (разд. 2.7). Если недышащие митохондрии суспендированы в изоосмотической среде, то их набухание и последующее снижение светорассеяния будут наблюдаться лишь при условии одновременного транспорта аниона и катиона и соблюдении баланса зарядов и pH (разд. 2.7). Накопление метаболитов часто связано с симпортом протонов. В этом случае закисление матрикса можно предотвратить, добавляя соли аммония NHs является проникающим веществом (разд. 2.4), а после протониро-вания в матриксе образуется NH . который не проникает через мембрану. [c.163]

Для тилакоидов нет необходимости совершать осмотическую работу по транспорту метаболитов, поскольку внутритилакоидное водное пространство является по существу энзиматически пустым . Единственный значительный процесс, происходящий на внутренней поверхности тилакоидной мембраны, — фотолиз воды с образованием молекулярного кислорода. Мембрана не может быть барьером ни для субстрата этой реакции (Н2О), ни для ее продукта (О2). Что касается превращения АДФ и Фн в АТФ и НАДФ+ в НАДФН, то оба эти процесса локализованы на внешней поверхности тилакоида. [c.74]

Исследования карнитина имеют длинную историю, поучительную для всех, кто занимается проблемой транспорта метаболитов. Карнитин (рис. 43) был открыт в 1905 г. в России В. Гулевичем и Р. Кримбергом. В то время биохимические журналы пестрели сообщениями о новых веществах биологического происхождения, поэтому описание еще одного органического соединения в мышцах вряд ли было оценено по достоинству. [c.153]

Описаны также нарушения натриевой энергетики, присущей внешней клеточной мембране. Примером тому может быть синдром Фалькони, когда (Na+, метаболит)-симпортеры мембраны щеточной каемки утрачивают способность к энергозависимому транспорту метаболитов. [c.242]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология