Мембран реконструкция

НЫЙ ПОДХОД. Мембрану разбирают на основные структурные элементы и затем собирают вновь (этот прием принято называть реконструкцией мембраны). Мембраны разных клеток, органелл и даже отдельные участки одной мембраны, выполняющие разные функции, могут существенно различаться по структуре (рис. 88). [c.213]

Реконструкция мембран из фрагментов достигается удалением детергента диализом или уменьшением его концентрации. Рекомбинированная мембрана обычно отличается от исходной по составу и активности присутствующих в ней ферментов, что может быть обусловлено конформаци-онными изменениями, вызванными детергентами или иным взаимным положением липидов и мембранных ферментов. [c.377]

Все сосуды и аппараты, работающие под давлением, оборудуются защитной арматурой (запорно-защитные, предохранительные, редукционные и обратные клапаны) и специальными предохранительными устройствами (разрывные мембраны, отрывные клапаны, блокировочные устройства и т. д.). При пуске новых аппаратов, а также после Каждого ремонта или реконструкции их подвергают техническому освидетельствованию, которое складывается из тщательного внутреннего осмотра и гидравлического испытания (водой). В исключительных случаях разрешается замена гидравлического испытания пневматическим, но при этом необходимо соблюдать дополнительные меры предосторожности, поскольку разрыв сосуда может вызвать разрушения и травмы испытателей разлетающимися осколками. [c.462]

Действительно, если контролировать солюбилизацию мембранных фосфолипидов детергентами с помощью высокочувствительных методов, можно убедиться, что повышение концентрации детергента экстрагирует из нативной мембраны все имеющиеся там липиды с одинаковой скоростью, не различая прочно связанные (аннулярные) и свободные липиды (рис. 19). Более того, использование спин-меченых фосфолипидов в процессе реконструкции различных мембранных ферментов позволило измерить скорость обмена молекул фосфолипидов между аннулярным слоем и окружающими липидами. Для разных белков обнаруживается своя доля иммобилизованного липида. По вытеснению метки из аннулярного слоя при добавлении немеченого липида можно определить сродство каждого липида к поверхности белка. Характерно, что значения стехиометрии связывания белком пограничных липидов, измеренные этим методом и рассчитанные из геометрических размеров молекулы белка, практически совпадали. [c.43]

Плоские бимолекулярные липидные мембраны (Б Л М) формируются на отверстии в гидрофобном материале и разделяют два раствора электролита, состав которых можно целенаправленно изменять. Такие мембраны, вероятно, представляют наиболее адекватную модель биологических мембран. Они взяты за основу при реконструкции различных функциональных мембранных комплексов, так как большинство современных данных говорит в пользу того, что все (за некоторым исключением) естественные мембраны содержат в своей основе липидный бислой, и самосборка мембран начинается именно с его образования, а затем уже происходит внедрение в липид белковых, полисахаридных и других компонентов, что и приводит к формированию мембранной системы. [c.132]

Ход работы. Понимание того, насколько экзогенные липиды влияют на функционирование энзиматических комплексов плазматической мембраны, важно как для решения задач в плане реконструкции, так и для практических приложений (мембранная инженерия, взаимодействие мембран, липосомная терапия). [c.265]

В системе доказательств обязательного участия коэнзима в дыхательной цепи важную роль играют эксперименты по экстракции его из внутренней мембраны митохондрий различными органическими растворителями (циклогексаном, пентаном, ацетоном и др.). Такая обработка приводит к полному ингибированию переноса электронов от дегидрогеназ к молекулярному кислороду, но не сказывается на каталитической активности собственно дегидрогеназ, цитохромов и цитохромоксидазы. Реконструкция коэнзима Q в состав препарата СМЧ, специфически лишенных убихинона, приводит к полному восстановлению утраченных функций. [c.421]

Более полная информация о механизме транспорта Са + получена в ходе экспериментов по реконструкции высокоочищен-ная АТРаза успешно встроена в искусственные липидные везикулы, которые затем активно захватывают ионы кальция. В данном случае здесь, как и во всех экспериментах по реконструкции, главная цель состоит в воспроизведении биологических условий путем использования биохимически охарактеризованных компонентов и, следовательно, постепенного воссоздания молекулярного процесса. Исключая и добавляя отдельные части биологической системы, стало возможным идентифицировать компоненты биологической мембраны, обусловливающие данную функцию. Ракер и др. [10] показали, что протеолипид, ассоциированный с белковой молекулой 100 ООО), является необходимым участником ионного транспорта, но не гидролиза АТР,, [c.179]

Включение мембранных белков в бимолекулярные липидные мембраны открывает новые перспективы на пути дальнейшего сближения этой модельной системы с биологическими мембранами. В качестве примера успешной реконструкции функционально активных бислойных мембран можно привести слияние белоксодержащих лнпосом с уже сформированными мембранами в условиях осмотического стресса или под действием ионов Са и других агентов, сблегчаю1цих слияние мембран (рис. 303). [c.575]

Как модели, липосомы значительно ближе к биологическим мембранам, чем бислойные липидные пленки. Как и биологические мембраны, они предстввляют собой замкнутые системы, что делает их пригодными для изучения пассивного транспорта ионов и малых молекул через липидный бислой. В отличие от БЛМ, липосомы достаточно стабильны и не содержат органических растворителей. Состав липидов в липосомах можно произвольно варьировать и таким образом направленно изменять свойства мембраны. В настоящее время хорошо разработаны методы включения функционально-активных мембранных белков в липосомы. Такие искусственные белково-лнпидные структуры обычно называются протеолипо-сомами (рис. 310). Благодаря возможности реконструкции мембраны из ее основных компонентов удается моделировать ферментативные. транспортные и рецепторные функции клеточных мембран. В липосомы можно авести антигены, а также ковалентно присоединить антитела (рис. 311) и использовать их в иммунологических исследованиях. Они представляют собой удобную модель для изучения действия многих лекарственных веществ, витаминов, гормонов, антибиотиков и т. д. Как уже отмечалось, при образовании липосом водорастворимые вещества захватываются вместе с водой и попадают во внутреннее пространство липосом. Таким путем можно начинять липосомы различными веществами, включая [c.579]

Показано, что обработка цитохромоксидазы дициклогексил-карбодиимидом (D ) приводит к потере протон-транслоцирую-щей активности, а то аремя как транспорт электронов практически не затрагивается. D в данном случае модифицирует главным образом остатки Glu-90 субъединицы III. Этот район полипептида расположен внутри мембраны и структурно подобен D -связывающему участку протеолипида Н -АТФазы. Потеря протон-транслоцирующей активности происходит под действием антител к 111 субъединице. Препараты цитохромоксидазы. из которых избирательно удалена субъединица 111 (например, с помощью хроматографии комплекса на ДЭАЭ-агарозе), не способны к переносу протонов после реконструкции в липосомы транспорт электронов при этом не нарушается. [c.617]

Метаболизм эритроцитов. Зрелый эритроцит млекопитающих не содержит клеточных органелл, поэтому для него характерен упрощенный метаболизм, предназначенный для сохранения структуры мембраны и стромы эритроцита и предотвращения окисления гемоглобина. Для реконструкции мембраны используются белки и липи- [c.435]

Чтобы понять молекулярные механизмы, лежащие в основе потока веществ между мембранными комиартментами, надо выявить основные рабочие части транспортных пузырьков. Каким образом транспортные пузырьки отпочковываются от мембраны Что направляет их к мембранам-мищепям Как они сливаются с мембранами Кроме только что описанных генетических экспериментов для ответа на эти вопросы были использованы опыты по реконструкции везикулярного транспорта в бесклеточной системе. Впервые этого удалось добиться для стопки Г ольджи. Когда выделенные стопки Г ольджи инкубировали [c.84]

В бислой определенного липидного состава [588, 589]. Широких систематических исследований по двухмерной кристаллизации мембранных белков до настоящего времени не проведено. Поэтому эмпирический подход все еще является основным. Однако результаты, полученные в ходе изучения нескольких мембранных белков, позволяют выделить ряд факторов, влияющих на формирование кристаллов. В общем случае кристаллизация реконструкцией является более многопараме-торным процессом, чем в случае кристаллизации без полной солюбилизации мембран. В зависимости от условий реконструкция белков в липид может приводить к образованию различных структур много- и однослойных протеолипосом, трубчатых структур, плоских мембран. Наиболее удобны для электронно-микроскопического изучения плоские мембраны. Необходимо также, чтобы реконструированный в такие мембраны белок имел "плотную упаковку". Для получения требуемых структур определяющими являются выбор липидов и детергента, концентрация белка и количественное соотношение липид/ белок. Так, при использовании "жидких" липидов варьирование этого соотношения может приводить к появлению всего спектра упомянутых выше структур. Для получения кристаллов обычно приходится проводить изучение влияния на характер упаковки белков в мембранах и таких параметров, как pH, ионная сила, наличие многовалентных ионов. В некоторых случаях необходимо также присутствие специфических лигандов, стабилизирующих белок в одном из конформационных состояний. Существенное влияние могут оказывать также температура и скорость процесса реконструкции, т.е. удаления детергента. [c.181]

Уникальной особенностью таких природных кристаллов оказалась их очень высокая упорядоченность и радиационная стабильность. Последнее обстоятельство позволило провести их исследование без применения негативного контрастирования [610]. Методом электронной дифракции на таких кристаллах были определены амплитуды структурных факторов вплоть до разрешения 6-7 А в плоскости мембраны. Изображения неконтрастированных пурпурных мембран характеризуются низким контрастом (< 1%). Цифровая обработка их позволила рассчитать и значения фаз для этого набора структурных факторов. И хотя трехмерный набор данных, созданный в результате анализа "наклонных серий" изображений, имел разрешение в направлении нормальном к плоскости мембраны 14 А, реконструкция трехмерной структуры позволила описать не только внешнюю форму, но и внутреннее строение молекулы. Оказалось, что полипептидная цепь бактериородопсина, состоящая из 248 аминокислотных остатков, образует семь а-спиральных /лранс-мембранных сегментов (рис. 1.70). При этом общая высота [c.201]

К внутренней стороне клеточной мембраны, обращенной в цитоплазму, примыкают специальным образом организованные структурные белки, составляющие цитоскелет животной клетки. Структура цитоскелета довольно лабильна, его перестройки проходят постоянно и с большой скоростью. Получение фрагментов цитоскелета в изолированном состоянии, их идентификация и реконструкция позволили установить тонкую структуру цитоскеле- [c.55]

Телофаза — заключительная стадия митоза — начинается завершением движения хромосом к полюсам. Вслед за этим происходит реконструкция интерфазных ядер, которая как бы повторяет ход профазы в обратном порядке формируется ядерная мембрана, вновь появляются ядрышки. Хромосомы, которые теперь состоят из одной нити каждая, становятся тоньше и длиннее и становятся невидимыми. В это же время происходит цитокинез — разделение цитоплазмы. В животных клетках образуется перетяжка, постепенно разделяющая клетку на две. У растений деление клетки завершается формированием фрагмопласта — новой клеточной стенки между дочерними ядрами. [c.62]

Рис. 1.8. Некоторые системы для реконструкции протонпереносящих омплексов. А. Диализ. Суспензию смеси комплексов с природными или синтетическими фосфо- липидами в холате медленно диа-лизуют, чтобы убрать детергент. Б. Обработка ультразвуком. Смесь комплексов и фосфолипидов обрабатывают ультразвуком в отсутствие детергентов. Образуются однослойные липосомы. В. Бислой на миллипоре. Бислойные участки, содержащие комплексы, образуются в порах, мембранного фильтра, так что общая площадь плоской мембраны оказывается очень большой. Г. Липосомы сливаются с бислойной ( черной ) плоской мембраной, что позволяет проводить прямые измерения электрического потенциала.

Использование желчных солей, таких, как холат и дезокси-холат, при низких температурах позволяет разрушать липид-липидные взаимодействия в мембранах и в то же время сохранять интактные белок-белковые комплексы. С помощью этих детергентов дыхательную цепь митохондрий можно разделить на четыре комплекса, названные комплексами I, II, III и IV (цитохром с-оксидаза). При этом сохраняется электронтранспортная активность каждого комплекса, а после встраивания этих комплексов в искусственные бислойные мембраны восстанавливается их протонпереносящая активность. С помощью фракционирования и реконструкции комплексов достигается ряд целей 1) снижается сложность системы по сравнению с интактными митохондриями 2) становится возможным определение минимального числа компонентов, необходимых для работы каждого участка цепи 3) в период проверки хемиосмотической теории [c.115]

На основании данных электронной микроскопии высокого разрешения, негативного окрашивания внутренней мембраны митохондрии и последующей их реконструкции, дифракции рентгеновских лучей на липидах со сравнительно большим содержанием воды в 60-х годах появился ряд моделей, таких, как модель миелиновой оболочки Дж. Фине-ана, модели Ф. Шестранда, Дж. Лаци, Д. Грина и Дж. Пердью, в которых предполагалось субъединичное строение мембран (см. рис. 1). Эти модели представляют интерес только с точки зрения истории развития идей о структуре мембраны. [c.36]

Биологические мембраны можно назвать сложными мультиферментативными системами, информацию о структурной организации которых можно получить, используя метод реконструкции их на искусстренных липидных мем- [c.127]

К настояш,ему времени уже достигнуты значительные успехи в этой области реконструирована очищенная Mg, Са —АТФ-аза из саркоплазматического ретикулума, исследованы функциональные особенности такой модельной мембранной системы и на основе этих данных предложена гипотетическая модель ее структуры. Описаны попытки реконструкции Mg, Са — АТФ-азы из мембраны эритроцитов в модельную мембранную систему, представлены результаты исследований по включению Ыа, К — АТФ-азы почек и субъединиц этой АТФ-азы в фосфолипидные везикулы. Показана возможность встраивания фрагментов, плазматических мембран (ПМ) неисчерченных мышечных клеток в модельную мембранную систему. Понятно, что основой методов реконструкции являются процессы слияния мембранных систем и образования межмембранных контактов. [c.139]

Не вдаваясь в детальный анализ литературных данных, можно сделать выводы. 1. На искусственных липидных мембранах установлены основные закономерности протекания фузогенного процесса "и изучены факторы, способствующие реализации последнего (табл. 4). 2. Процесс интеграции фрагментов клеточных мембран и мембранных белков с БЛМ характеризуется рядом особенностей и может осуществляться несколькими способами (рис. 33). Особого внимания, на наш взгляд, заслуживают схемы (рис. 33, д, е) реконструкции фрагментов биологических мембран без их предварительной солюбилизации. Таким путем нам удалось реконструировать на БЛМ калий-про-водящую структуру плазматической мембраны неисчерчен-ной мышечной ткани (рис. 34). [c.142]

Многогранную информацию о механизмах функциони-ровгниия различных структур и компонентов биологических мембран можно получить в результате исследований взаимодействия биологических мембран (и их компонентов) с искусственными — липосомами и плоскими липидными бислойными мембранами (БЛМ). При имплантации в эти искусственные мембраны везикул, например, плазматической мембраны должны резко изменяться не только упорядоченность липидных компонентов, но и липидное микро-окружениё мембранно-связанных ферментов. А это очень важно, так как из опытов по реактивации и реконструкции индивидуальных мембранных ферментов следует, что для [c.288]

Все составные части аденилатциклазного комплекса являются интегральными белками мембран. Они имеют на своей поверхности гидрофобные участки, о чем свидетельствует связывание этих белков с неионными детергентами. В результате гидродинамических исследований детергентных экстрактов мембран было показано, что yV-белок имеет сравнительно небольшую гидрофобную-зону, так как ои связывает меньшее количество детергента [16, 17], чем каталитический [4, 18] или рецепторный белок [4]. В эритроцитах человека iV-белок обнаруживается на внутренней поверхности плазматической мембраны [19], однако какая-то часть его все же связана с липидным бислоем, так как селективные агенты, высвобождающие из мембран неинтегральные белки не способны полностью солюбилизировать N-белок [16, 20]. Каслов с сотр. предполагают, что Л -белок имеет вытянутую форму и пронизывает мембрану таким образом, что его гидрофобный участок связывается с липидным бислоем, тогда как гидрофильная часть экспонирована в цитоплазму [16]. О прочной связи с бислоем каталитического и рецепторного белков может свидетельствовать тот факт, что хорошая реконструкция стимулируемой катехоламинами аденилатциклазной активности происходит только в тех случаях, когда в солюбилизированном виде находится Л -белок, а каталитический белок и рецептор встроены в мембрану [8]. [c.95]

Связанные с мембранами рибосомы в оо-цитах ящериц, впавщих в зимнюю спячку, образуют кристаллические слои (рис. 29.40). Эти упорядоченные слои изучаются в настоящее время методами реконструкции трехмерного изображения. На карте низкого разрещения вццно, что и больщая (608), и малая (405) субчастицы лежат вблизи поверхности мембраны. На больщой субча- [c.156]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология