Мембраны липидные

Рис. 46. Схема установки для исследования электрохимических свойств липидных бислоев (а) и структура липидного бислоя (б) / — тефлоновый стакан 2 — отверстие, на кото-ром формируется липидная мембрана 3 — электроды 4 — углеводородное бислойное ядро 5 полярные группы фосфолипидных молекул

Проникновение ионов через клеточные мембраны. Липидный бислой клеточной мембраны предохраняет клетки от быстрой потери ионов К , СГ и Почему [c.352]

Все эти примеры служат иллюстрацией пассивного, но стереоселективного переноса, когда органические модельные системы осуществляют асимметричное узнавание. Однако можно провести аналогию между этими результатами и процессом опосредованного переноса через биологические мембраны. Все липидные мембраны практически непроницаемы для внутриклеточных белков и высокозаряженных органических и неорганических ионов, находящихся с обеих сторон мембраны. Диффузия Na+ через клеточную мембрану из клетки и К+ в клетку происходит в направлении отрицательного градиента химического потенциала и называется пассивным переносом. Пассивный перенос ионов через мембраны может быть вызван ионофорами [см. разд. 5.1.3]. К счастью, концентрации катионов по обе стороны мембраны различные, и такое состояние поддерживается активным переносом, который зависит от метаболической энергии. Механизм этого процесса известен под названием натриевый насос, функция которого сводится к поддержанию высокой внутриклеточной концентрации К+ и низкой концентрации Na+. Кальций, по-внднмому, также активно выводится из клеток. В этих случаях энергия для переноса обеспечивается за счет гидролиза АТР. Однако диффузия сахаров и аминокислот к важнейшим клеточным объектам — пример простого опосредованного пассивного переноса. [c.282]

Легко заметить близкое структурное родство этих соединений — все они содержат одну и ту же тетрациклическую систему 51, так называемое пергил-роциклопентанофенантренолое ядро. Тем не менее их конкретные функции в живых организмах разительно различаются. Холестерин (43) присутствует в значительных количествах (его нормальное содержание в организме взрослого человека составляет более 0,2 кг) практически во всех тканях как составная часть липидной мембраны. Он также пользуется дурной славой из-за своей роли (может быи , не вполне заслуженной) в развитии коронарных заболеваний. Эстрон (44) и тестостерон (45) являются, соответственно, женским и мужским половыми гормонами млекопитающих. Кортизон (46) относится к числу гормонов коры надпочечников и обладает, помимо прочего, мощным противовоспалительным действием. Альдостерон (47) является [c.34]

Строение клеточной мембраны показано на рис. 45. Мембрана состоит из липидного бислоя /, полярные группы 2 которого обращены наружу (липиды — макромолекулы, образованные из молекул жирных кислот). На внешних поверхностях мембраны адсорбирован первичный слой 3 белковых молекул, взаимодействие которых друг с другом придает мембране механическую устойчивость и прочность. Мембраны пронизаны особыми липопротеиновыми (комплекс липидов и белков) каналами 4, при помощи которых, по-видимому, осуществляется селективный ионный транспорт. Раствор внутри клетки содержит относительно большие концентрации ионов К+ и низкие концент- [c.138]

Строение клеточной мембраны показано на рис. 1.13. Мембрана состоит из липидного бислоя /, полярные группы 2 которого обращены наружу (липиды — макромолекулы, образованные из молекул жирных кислот). На внешних поверхностях мембраны ад- [c.158]

Биологические мембраны состоят не только из фосфолипидов, они содержат в среднем 60% белков и 40% липидов липидная составляющая включает переменные количества стероидов, преимущественно холестерин (разд. 22.2). Несмотря на сложность состава биологических мембран, простые рисунки, приведенные выше, все еще имеют силу, поскольку белковые [c.339]

Некоторые циклические лиганды ( крауны , т. е. короны ) обладают способностью соединяться с ионами щелочных металлов за счет ион-дипольных взаимодействий. Такие лиганды, называемые также ионофорами, в настоящее время хорошо изучены. К ним относится, например, антибиотик валиномицин (полипептидного типа), молекула которого представляет собой почти плоское кольцо Его диаметр соответствует размерам иона калия (негидратирован-ного). Поэтому валиномицин связывает ионы калия (но не натрия) и может перемещаться с ними как одно целое. Такие комплексы способны переходить через липидно-белковые слои и, следовательно, валиномицин может обеспечить специфический перенос ионов калия через мембраны. Это имеет существенное значение в механизме действия антибиотиков. Ионы других щелочных металлов связываются валиномицином в меньшей степени. Антибиотик грамицидин может переносить и ионы калия, и ионы натрия. [c.153]

Искусственные мембраны. На первый взгляд может показаться, что возбудимость свойственна лишь оболочкам живых леток. Однако в недавних работах было показано, что способностью к возбуждению обладают и искусственные мембраны. Липидные мембраны обрабатывали такими веществами, как амфотерицин. Приложение напряжения к подобным мембранам приводило к тому, что их потенциал начинал изменяться в соответствии с законом всё или ничего . Полагают, что под действием приложенного напряжения в таких мембранах образовывались каналы и ворота (рис. 7.7В). В данных исследованиях была выявлена интересная особенность — частичное образование ворот, в результате которого возбудимость была выражена неполностью (см. схему на рис. 7.7). Возможно, именно в соответствии с аналогичным механизмом возбудимость нервных клеток может быть выражена в различной степени в процессе их созревания или в разных участках. [c.159]

Липиды мембран. Осн. липидные компоненты М. б,- фосфолипиды, гликолипиды и стерины. Каждая группа этих липидов представлена большим числом разнообразных соединений. Так, в мембране эритроцитов человека содержится не менее 20 разл. представителей осн. фосфолипида этой мембраны - фосфатидилхолина в целом же в мембране эритроцитов идентифицировано ок. 200 разл. липидов. [c.28]

Для липидной мембраны описываемая модель поверхности интерпретируется следующим образом. Полупространство 2<0 [c.151]

Первые слагаемые в (9.16) и (9.17) представляют собой обычные классические составляющие электрического поля. Отметим, что в случае диполя это слагаемое спадает существенно быстрее, чем в случае заряда. Вторые слагаемые обязаны своим происхождением пространственной дисперсии е( ). Существенно, что теперь оба эти члена спадают одинаковым образом, причем в (9.16) нелокальный член не исчезает (в отличие от классического слагаемого) при усреднении Е г) по всем ориентациям п. Именно эта особенность электрических полей в нелокальной электростатике приводит к существованию сильного электрического поля вблизи нейтральной липидной мембраны [429,. 438]. [c.157]

Для осуществления гармоничной работы ряда ферментов и регулирующих систем необходима макроструктура, которая могла бы поддерживать молекулы биокатализаторов в определенном взаимном положении. Все детали клетки, на которых размещены ферменты, построены из мембран, содержащих белковые и липидные компоненты. Мембраны не сразу привлекли внимание биофизиков и биохимиков. Лишь мало-помалу раскрылись их необыкновенные свойства и функции. [c.386]

Тонкую микроскопическую углеводородную пленку можно получить при сближении двух капелек воды в органической среде, содержащей подходящее поверхностно-активное вещество (ПАВ), например моноглицерид олеиновой кислоты, лецитин и др. Самопроизвольное утончение этой пленки завершается скачкообразным образованием участков (в виде круглых пятен) с толщиной около 50 А, представляющих собой структуру, состоящую из двух монослоев ПАВ, обращенных друг к другу углеводородными радикалами с некоторым количеством органического растворителя. Затем пятна разрастаются на всю площадь пленки. В отраженном свете такая пленка выглядит черной, поэтому ее называют черной углеводородной пленкой. В биологической литературе чаще используется термин бимолекулярная (черная) липидная мембрана (БЛМ). Вместе с водными эмульсионными, т. е. пленками одной жидкости, полученными в другой жидкости, и пенными пленками они относятся к классу жидких симметричных, или двухсторонних, пленок, т. е. пленок, ограниченных с обеих сторон одной и той же фазой. Из симметричных пленок наиболее подробно исследованы пенные пленки. [c.9]

Берестовский Г. Я. Зависимость двойного лучепреломления бислойной липидной мембраны от ионной силы среды.— Биофизика , 1975, т. 20, с. 633—637. [c.175]

Перенос липидов с помощью Л. б. может осуществляться путем обмена липидами только одного типа без изменения липидного состава мембраны, замещением в мембране липидов одного типа на липиды др. типа, переносом липидов из одной мембраны в другую. Все процессы протекают асимметрично, т.е. Л. б. воздействуют только на ту пов-сть мембраны, к-рая находится с ними в контакте. [c.598]

Липиды-осн. строит, материал, из к-рого формируются клеточные мембраны. Сложность, многообразие и изменчивость липидного состава мембран позволяет предположить, что они участвуют также в регуляции важнейших мембранных процессов. [c.29]

Постоянный электрический ток, проходя через ткани растения, разветвляется, как по системе проводников, с разным сопротивлением. Наименьшее сопротивление (величина, обратная электрической проводимости) имеют оводпениые клеточные стенки, хорошо проводящие электрический ток. Гораздо большее сопротивление оказывают мембраны, липидные слои которых служат хорошими изоляторами. Сопротивление плазмодесм, обеспечивающих межклеточные контакты, в десятки раз меньше мембранного, но также достаточно велико. [c.25]

Несмотря на значительный прогресс фундаментальной и прикладной науки в создании новых лекарственных препаратов и технологий их производства, в медицине остаются актуальные и нерешенные проблемы направленной доставки лекарства непосредственно в патологический очаг организма больного токсичности и побочного действия, продолжительности действия и устойчивости препарата в физиологических условиях. Установлено, что лекарственные препараты, применяемые в обычных формах, ограниченно и медленно преодолевают барьер клеточных биологических мембран многие препараты, после введения, довольно быстро подвергаются деструкции под воздействием различных защитных систем организма, что сводит к минимуму необходимый терапевтический эффект. Эти факторы нередко затрудняют или делают невозможным медицинское применение ряда высокоактивных соединений и препаратов на их основе. В настоящее время при поиске природных и синтетических органических веществ со специфической биологической активностью, необходимой для конструирования новых лекарственных средств, все большое внимание исследователей привлекают подходы, основанные на придании препаратам способности к биоспецифическому направленному транспорту через клеточные мембраны и концентрированию в клетках-мишенях. Один из таких подходов основан на использовании липидных везикул нанодиапазона, получивших название липосомы, в качестве средства для направленной внутриклеточной транспортировки лекарственных субстанций при этом существенно понижается токсичность препарата (в сравнении со степенью токсичности препарата в обычной форме). [c.10]

Поглощение катионов двухвалентных металлов сопровождается выделением эквивалентного количества протонов из мембраны, так что фактически мембрана (ее связывающие единицы) обменивают протоны на катионы металлов. Перенос ионов приводит к проникновению воды, и митохондрия набухает набухания не происходит, если ионы связываются неорганическим фосфатом и образуют осадок. Одновалентные ионы калия и натрия способны и пассивна проникать во внутреннее пространство, если имеются анионы и субстрат этот процесс также ведет к набуханию митохондрии. В процессе переноса через мембрану, например, аниона фосфорной кислоты, он прежде чем войти в белково-липидный слой мембраны, превращается в нейтральную частицу (лучшая растворимость в липидной среде). По этой причине протоны вместе с анионами также переносятся из внешней во внутреннюю зону. Работа митохондрий по созданиго макроэргических связей не ограничивается образованием только АТФ первичные продукты деятельности аппарата сопряжения, поставляющие активные богатые энергией вещества и для транслоказы, и для образования НАДФ-Нг, и для синтеза АТФ, мало исследованы, хотя работы по их изучению ведутся интенсивно. [c.390]

Интересные результаты получены при изучении ионного транспорта через подобные мембраны и электропроводности элементарных пленок обратных эмульсий, стабилизированных природными и синтетическими ПАВ различной природы. Выяснилось, в частности, что электропроводность таких мембран резко возрастает при добавлении некоторых биологически-активных ПАВ. Например, введенне во внешнюю водную среду липидной мембраны ничтожных количеств антибиотика валиномицина приводит к увеличению электропроводности мембраны на пять порядков величины вместе с тем мембрана становится проницаемой для ионов калия и водорода, но не пропускает через себя ионы натрия. Резкое понижение электрического сопротивления искусственных мембран может наблюдаться и при введении в их состав молекул белков, а та,кже ферментов с добавкой в систему соответствующего субстрата. Изучение свойств таких мембран позволяет моделировать ряд важных биологических процессов, например прохождение нервного импульса, образование фоточувствительной ячейки и др. [c.291]

Первые исследования свойств устойчивых черных липидных пленок в водной среде явились хорошим экспериментальным подтверждением гипотезы Даниэлли и Дэвсона согласно которой бимолекулярный липидный слой служит основным структурным элементом биологических мембран. Уже первое сравнение свойств черных пленок и биологических мембран показало их большое сходство. Так, черные углеводородные нленки и биологические мембраны дают подобные электронно-микроскопические фотографии при наблюдении их поперечных срезов (трехслойная структура), имеют близкие значения толш ин, удельной электрической емкости, водной проницаемости и т. д. [c.167]

После гипотезы Даниэлли и Дэвсона предложены разнообразные модели строения биомембран. Развитие представлений о строении биомембран изложено в ряде обзоров (см., например, [227, 228]). Наибольшую популярность в настоящее время получила мозаичная модель биологической мембраны [229], согласно которой функциональные белки погружены и диффундируют в жидкообразном липидном бислое. Белок погружен в бислой таким образом, что полярные и ионизованные группы взаимодействуют с водой, а гидрофобные части — с углеводородными цепями липидов. [c.167]

Он образует цилиндрический канал, который с одной стороны выступает на 65 А в синаптическую щель, а с другой - пронизывает липидный бцслой мембраны, входя на 15 А внутрь клетки. Этот узкий канал (или пора) расширяется до 20 А при "посадке" на рецептор нейромедиатора (комплекс RAX) за счет резкого уменьшения вращательного (конформационного) движения субъединиц. Увеличение размера канала облегчает прохождение ионов К+ и Na+ через мембрану против электрохимического фадиента. При этом изменяется мембранный потенциал покоящегося нейрона 2, и в нем генерируется нервный импульс. После этого нейромедиатор гидролизуется ацетилхолинэстера-зой до неактивного холина, и ионофорныи канал закрывается. [c.31]

Одна из них базируется на резком улучшении проходимости AZT и ему подобных нуклеозидных препаратов через липидные мембраны. С этой целью синтезируют их фосфатные производные и вводят такие пролекарства в искусственные липосомы. Приготовленная в таком виде система препарат + носитель хорошо преодолевает мембранный барьер лейкоцитов. В России создан и проходит испытания препарат < юсфазид , имеющий в несколько раз меньшую токсичность, чем AZT. [c.154]

При очистке мембранных белков детергенты бывают необходимы и для экстракции белка из липидного окружения мембраны, и для поддержания его ферментатинной активности в растворе (в какой-то мере имитируя это липидное окружение), и, наконец, в процессе самой гидрофобной хроматографии. Экспериментатору приходится гибко манипулировать последовательным выбором природы и концентрации различных детергентов для решения всех этих задач. [c.185]

Витамин Вт (карнитин). По своему химическому содержанию — это у-ами-но-р-гидроксикарбоновая кислота бета-иноаой структуры, которая присутствует в тканях животных, растений, в микроорганизмах. Для некоторых насекомых карнитин является собственно витамином. Высшие животные синтезируют его из 1-лизина и далее используют в качестве кофермента, участвуюш,его в переносе остатков жирных кислот через мембраны из цитоплазмы в митохондрии. Карнитин, взаимодействия с коферментно связанной жирной кислотой, образует бифильное производное жирной кислоты, имеюш,ее высокое сродство к липидному слою клеточных мембран. Это свойство и обеспечивает ему легкость внедрения в мембрану и транспорт через нее. Жирная кислота высвобождается после транспорта реакцией гидролиза (схема 10.2.13). [c.281]

Л. б. не разрушают мембраны, не проникают через липидный бислой и осуществляют обмен в мягких условиях, близких к физиологическим. Благодаря этим св-вам они нашли широкое применение при исследовании структуры и ф-ций биол. мембран. Их используют для избирательного введения меченых липидов в наружный и внутренний монослой мембраны, для направленной модификации в ней липидного состава, для изучения трансмембранной миграции липидных молекул и их распределения в мембранах, для выяснения механизмов функционирования мембранных ферментов. [c.598]

Физиол. роль Л. б. не установлена. Предполагают, что они участвуют в биогенезе и обновлении мембран, перенося липиды от мест их биосинтеза к местам сборки мембраны, а также играют определенную роль в регуляции липидного состава клеточных мембран. См. также Белки-перепосчики. [c.598]

Л. широко используют в качестве модельных систем при изучении принципов мол. организации и механизмов функционирования биол. мембраи. Они пригодны для изучения пассивного транспорта ионов н малых молекул через липидный бислой. Изменяя состав липидов в Л., можно направленно менять св-ва мембран. Включением мембранных белков в липидный бислой получают т. наз. п р о т е о-липосомы, к-рые используют для моделирювания разнообразных ферментативных, транспортных и рецепторных ф-ций клеточных мембран. Л. используют также в иммунологич. исследованиях, вводя в них разл. антигены или ковалентно присоединяя к Л. антитела. Они представляют собой удобную модель для изучения действия на мембраны мн. лек. ср-в и др. биологически активных в-в. Во виутр. водный объем Л. (в т. ч. полимерных) можно включать лекарства, пептиды, белки и нуклеиновые к-ты, что создает возможность практич. примеиеиия Л. в качестве ср-ва доставки разных в-в в определенные органы н ткани. [c.604]

Мембраны бактерий, как правило, имеют более простой липидный состав, чем мембраны растит, и животных клеток. Все бактерии, за исключением микоплазм, не содержат стеринов. Фосфолипиды мембран грамположит. бактерий представлены гл. обр. фосфатидилглицерином и его ами-ноациальными производными, а также дифосфатидилгли-церином. В небольшом кол-ве в этих мембранах нередко встречается фосфатидилинозит. У грамотрицат. микроорганизмов в составе мембранных фосфолипидов преобладает фосфатидилэтаноламин. Фосфатидилхолин в бактериальных мембранах либо совсем не содержится, либо присутствует в малых кол-вах. Содержание фосфатидилсерина в этих мембранах обычно также незначительно. Широко представлены в бактериальных мембранах разл. гликозил-диацилглицерины. [c.29]

Внутримол. динамика мембранных белков изучена меньше, чем липидов. Известно лишь, что боковые заместители на тех участках полипептидной цепи, к-рые погружены в липидный бислой, в значит, мере иммобилизованы. Мн. мембранные белки способны легко диффундировать вдоль мембраны и обладают довольно высокой вращат. подвижностью. Но даже в случае самых подвижных белков измеряемые коэф. диффузии примерно на порядок ниже, чем для липидных молекул. Времена вращат. релаксации для интегральных белков лежат в диапазоне от 20 до 500 мкс, а коэф. латеральной диффузии (вдоль бислоя) варьирует от 7-10 до 10 см -с . [c.30]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология