Транспорт в везикулах

Информацию об этом дает биохимический анализ везикул. Они содержат АТР и ацетилхолин в высокой концентрации и при молекулярном соотношении 1 5. Такой высокий уровень АТР, видимо, указывает на механизм поглощения ацетилхолина путем активного транспорта. Этот факт, однако, еще не дока- [c.198]

В гл. 1 уже говорилось о то.м, что практически все функции нейронов в большей или меньшей степени обусловлены свойствами мембран. В частности, мембранную природу имеют такие явления как распространение нервных импульсов, их электрическая или химическая передача от клетки к клетке, активный транспорт ионов, клеточное узнавание и развитие синапса, взаимодействие с нейромодуляторами, нейрофармакологическими веществами и нейротоксинами. Такой, несколько односторонний взгляд уточняется в настоящей главе рассмотрением цитоплазмы нейронов. Хотя в основном она сходна с цитоплазмой других клеток — в ней обнаружены те же органеллы (а также синаптические везикулы) и ферменты (и, кроме того, участвующие в метаболизме медиаторы), однако нейрональная цитоплазма адаптирована специфическим образом именно к функциям нейронов. [c.303]

Транспорт электронов и молекул через мембраны представляет другую область исследования, основанную на понимании структуры и организации мембран. Везикулы — это трехмерные органеллы или сфероидальные тела, включающие в себя один или более концентрических бислоев. [c.179]

Липосомы представляют собой везикулы с бислоями, содержащими липидные ПАВ, и имеют огромный диапазон размеров от 25 нм до 100 рм в диаметре. Большинство липосом (и везикул) термодинамически не стабильны [55]. Липосомы являются хорошими модельными системами для изучения связанных с мембранами процессов, включающих ионный транспорт и электронный перенос материала. Они могут рассматриваться как хорошие модели, поскольку существуют различные методики воспроизводимого синтеза липосом, а также потому, что структура бислоев подвергается контролю в композициях. Примеси и оказываемый ими эффект могут быть систематично изучены. Липосомы также весьма полезны, поскольку используются для изучения направленной доставки многих разнообразных химических веществ. Кроме того, весьма полезными молекулярными носителями липосомы делает капсулирование различных лекарств и химических препаратов. [c.180]

Транспорт протонов. Добавляя молекулярный кислород к суспензии аэробных бактерий или митохондрий, находившихся перед тем в анаэробных условиях, можно заметить снижение pH среды. Это позволяет заключить, что во время дыхания из бактериальных клеток и митохондрий выводятся протоны (рис. 7.12, v4 и Б). Если из мембран бактерий или митохондрий приготовить пузырьки, у которых прежняя внутренняя сторона обращена наружу (вывернутые везикулы), то при дыхании будет наблюдаться обращенный перенос протонов, приводящий к подщелачиванию суспензионной среды (рис. 7.12, В). В результате перемещения протонов создается градиент электрохимического потенциала. Внутреннее пространство интактных митохондрий или бактерий электроотрицательно по отношению к суспензионной среде и отличается более высоким pH. Оба трансмембранных градиента-градиенты pH 16 [c.243]

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]

Проблема формирования в клетках организмов замкнутых везикул, состояш их из липидного бислоя, заслуживает особого внимания. По-видимому этот процесс в клетках, также как и в модельных системах, носит характер спонтанной самоорганизации. Он очевидно не связан непосредственно с транспортом липидов из [c.17]

Мягкая осмотическая обработка применяется также при выделении протопластов и мембранных везикул грамположительных бактерий. Выделенные с ее помощью препараты чрезвычайно полезны при изучении транспорта веществ через бактериальную мембрану. Способы их получения обсуждаются и описываются в следующей главе (разд. 19.3). [c.381]

Было показано, что в принципе (в модельных условиях) во вторичном активном переносе может участвовать как пассивная, так и активная компонента мембранного потенциала. Так, в опытах нашей лаборатории [101] вторичный активный транспорт сахарозы в везикулах плазматических мембран клеток флоэмы борщевика, оцениваемый по изменению светопропускания суспензии везикул, наблюдался в отсутствие АТФ под влиянием диффузионного калиевого потенциала, создаваемого на мембране градиентом ионов К+ в присутствии валиномицина (рис. 19). Эти эксперименты прямо свидетельствуют об участии Е во вторичном активном транспорте. Результаты в пользу такого заключения получены недавно и в других лабораториях [484]. [c.77]

Эта специфическая роль как Е , так и АрН проявляется в ряде признаков. Так, во-первых, одно и то же в энергетическом отношении значение каждого из обоих градиентов при различных условиях может иметь различное влияние на вторичный транспорт. Например, по нашим данным, полученным на везикулах плазматических мембран флоэмы борщевика [101], при значении АрН 1.5 вторичный транспорт сахарозы оказывается большим, когда внутри везикул pH 6.0. а снаружи 7,5, чем когда внутри везикул pH 7,5, а снаружи 9,0. [c.81]

Механизм движения везикул в клетке, очевидно, не диффузионный. Как мы увидим в дальнейшем, внутри живой клетки, как и в отдельных ее органеллах, нет места для диффузионной диссипации энергии. Все движения в клетке управляются межмолекулярными взаимодействиями и локальными электрическими полями. Так организован и транс-цитоз — транспорт молекул через клетку. Этот процесс характерен для поляризованных клеток, таких как эпителиальные клетки кишечника, которые имеют базальную и апикальную поверхности (каждая со своим определенным фосфолипидным составом), создающие электрическое попе в клетке и определяющие направление транспорта везикул. Примером может служить адсорбция антител, содержащихся в молоке матери, клетками кишечника новорожденного. Эти антитела поглощаются апикальной поверхностью эндотелиальных клеток, переносятся внутри клетки к базальной поверхности и затем вьщеляются с базальной поверхности в кровь. Аналогично организован механизм секреции тирео-идного гормона. Сначала тиреоглобулин выделяется в просвет фолликула щитовидной железы, затем происходит эндоцитоз тиреоглобулина эпителиальными клетками, в составе везикул он транспортируется через клетку, одновременно подвергаясь частичному протеолизу, и образованный в везикулах низкомолекулярный гормон тироксин секретируется в ближайший кровеносный капилляр. [c.120]

Наиболее изученным механизмом эккриновой секреции являются ионные насосы, прежде всего Н+-помпа (см. 1.1.1). Меньше известно о физиологии гранулокриновой (везикулярной) секреции. Для животных объектов установлено, что секреция с участием везикул аппарата Гольджи — сложный многоступенчатый процесс, осуществляющийся в два этапа 1) транспорт везикул, 2) слияние их с плазмалеммой. На первом этапе секреторные пузырьки направленно перемещаются от АГ к определенным участкам клеточной мембраны с помощью микротрубочек и актиновых микрофиламентов, для чего необходим АТР. На втором этапе везикулы слипаются (адгезия) с плазмалеммой при участии специальных белков (гликопротеинов типа лектина — см. 14.9) и Са +. В результате происходит кластеризация адгезивного комплекса, обнажение липидных фаз в области контакта, слияние липидных бислоев везикулы и клеточной мембраны, прорыв контакта и расширение прорыва. Все это приводит к встраиванию мембраны се- /9 креторного пузырька в клеточную мембрану и выходу секрета 7 наружную поверхность плазмалеммы. На втором этапе се- [c.302]

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]

При диспергаровании в водной фазе Ф. образуют везикулы и липосомы, к-рые щироко используют для моделирования биол, мембран, а также дгы направленного транспорта разл. биологически активных в-в в организме животньгх. [c.127]

Система тилакоидных мембран хлоропласта превраш,а-ет энергию света в форму, которая может быть использована для осушествления химических реакций. Целиком процесс фотосинтеза был схематически представлен на рис. 10.1. В приводимом ниже обсуждении фотосинтеза рассматриваются три стадии. Первая стадия представляет собой световую реакцию — первичный процесс, с помош,ью которого энергия света поглощается светособирающими пигментами и переносится на фотохимические реакционные центры. На второй стадии поглощенная энергия света используется для осуществления транспорта электронов от воды до NADP+. В ходе электронного транспорта устанавливается градиент заряда, или концентрации протонов, через функциональные везикулы мембраны. Третья стадия представляет собой путь, по которому NADPH, образованный электронтранспортной системой, и АТР, генерируемый за счет различий электрохимического потенциала протонного градиента, используются для фиксации СО2 и синтеза углеводов. Хотя в целях упрощения процесс фотосинтеза разбит на три стадии, необходимо помнить, что поглощение света, транспорт электронов и генерация электрохимического градиента в действительности очень тесно сопряжены. [c.333]

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]

Цикл медиатора 1) синтез, 2) поглошение везикулами 3) если первое и второе происходят в перикарионе, то экзо-плазматический транспорт к нервным окончаниям, 4) пресинаптическое высвобождение при деполяризации в синаптическую-щель (экзоцитоз), 5) диффузия к постсинаптической мембране, 6) узнавание и связывание специфическим рецептором, например мембранным белком (чтобы включился воротной механизм постсинаптической мембраны), 7) инактивация. [c.238]

Для объяснения механизма аксонального транспорта выдвинуты многочисленные гипотезы, и, как уже упоминалось в этой книге, здесь необходимы дополнительные исследования, пока же лриходится довольствоваться вопросами и предположениями.. Упакованы ли транспортируемые компоненты в везикулы или -они попадают в аксон в растворимом виде Есть данные в поль- [c.308]

Рис. 0.4. Модель аксонального транспорта [3]. N — ядро Mi — митохондрия REL — гранулярный эндоплазматический ретикулум SER — гладкий эндоплаз-матический ретикулум Go — аппарат Гольджи, Ly — лизосома, Ах1 — аксолем-ма, Ахр — аксоплазма, Pol — полирибосома, МТ — микротрубочки, MF — микрофиламенты, Sy — место синтеза гидрофобных полипептидов Vs — синаптическая везикула. (Подробности см. в работе [3].)

Крупные макромолекулы (белки, полинуклеотиды или полисахариды), даже крупные частицы могут как поглощаться, так и секретироваться клетками. При их переносе происходит последовательное образование и слияние окруженных мембраной пузырьков (везикул), т. е. перенос веществ вместе с частью плазматической мембраны. Если таким путем осуществляется транспорт растворенных веществ — это пиноцитоз (от греч. пинос— пить), если твердых — фагоцитоз (от греч. фагос— есть, цитос— клетка).-При процессе эндоцитоза поглощенное вещество окружается небольшим участком мембраны, который вначале впячивается, а затем отщепляется, образуя внутриклеточный пузырек, содержащий захваченный клеткой материал. Большинство частиц, поглощенных при эндоцитозе, попадает затем в лизосомы, где они подвергаются деградации. [c.314]

Различие в токсичности связано с изменением концентрации мест связывания токсина рецепторами мембран, имеется несколько типов участков связывания, что может влиять на степень резистентности насекомого. Происходят последовательные патологические изменения отделение клеток кишечника от мембраны, увеличение секреторной активности эпителиальных клеток кишечника, проницаемости для ионов натрия, увеличение концентрации в гемолимфе ионов калия, паралич кишечника и общий паралич. Исследован процесс переноса эндотоксина из кишечника в гемоцель, его влияние на мембраны везикул. Эндотоксин действует как разобщитель процессов окислительного фосфорилирования и дыхания, нарушает метоболизм в кишечных тканях, транспорт ионов через мембрану. [c.393]

Типичный экзоцитоз сопровождается полным слиянием везикулы с пресинаптической мембраной и выбрасыванием нейромедиатора в синаптическую щель. Процесс освобождения медиатора зависит от присутствия ионов Са . В покое внутриклеточная концентрация ионов Са " " ничтожно мала и поддерживается системами активного транспорта кальция из нервного окончания. При возбуждении нейрона происходят кратковременное открытие кальциевых каналов и поступление ионов Са в нервное окончание. Эти ионы взаимодействуют со специфическими белкал и синаптической везикулы и пресинаптической мембраны, инициируя тем самым ЭКЗОЦИТОЗ и освобождение медиаторов. Для осуществления экзоцитоза необходимо создание критической (достаточно высокой) концентрации ионов Са около везикул в очень короткий промежуток времени, поэтому вероятность освобождения медиатора невелика из 50 готовых для экзоцитоза везикул возбуждается не более одной. [c.459]

Использование мембранных везикул, предложенное Кабаком и Штадтманом [19], становится все более популярным. Обзор их применения при изучении транспорта был сделан недавно Конингсом [23]. [c.464]

Непрерывность мембраны везикул лучше всего можно проверить, определив степень набухания или сжатия последних при изменении осмоляльности суспендирующей среды. Для этого можно использовать методы, описанные в предыдущем разделе (разд. 19.3.2), включая определение изменений светорассеяния. Функциональное состояние везикул испытывают, определяя их способность к транспорту растворенных веществ, например пролина. [c.466]

Содержание разных липидов в искусственных мембранах можно варьировать это позволяет проводить систематическое исследование влияния липидного состава мембран на ту или иную функцию. Например, можно получить везикулы исключительно из фосфатидилхолина или, наоборот, из смеси фосфолипидов известного состава с включением гликолипидов и холестерола. Можно строить мембраны из липидов с разными остатками жирных кислот. Это позволяет провести ситематические исследования влияния жирнокислотного состава на определенные функции мембран (например, на транспорт). [c.133]

Для установления электрогенных свойств Н -АТФазы плазмалеммы растений наибольшее значение имеют эксперименты, выполненные на везикулах или липосомах. в которые встроен этот фермент. Если в целой клетке электрогенность Н -АТФазы может маскироваться рядом процессов, протекающих на поверхност-ной мембране (работа других электрогенных систем, осуществление компенсаторного транспорта ионов, вторичный активный транспорт и др.). а ингибиторы или активаторы данного фермента могут не проявлять в полной мере своего действия, то,в модельных экспериментах имеются значительно более простые и регулируемые условия. [c.35]

Достаточно распространенной является точка зрения, согласно которой редокс-цепь плазмалеммы является альтернативной Н -АТФазе электрогенной системой, осуществляющей активный транспорт Н из клетки [93, 172, 234, 347, 417, 447, 490, 539]. Об этом свидетельствуют прежде всего результаты опытов, моделирующих работу редокс-цепи плазмалеммы in vitro. Показано, например, что добавление НАДН в среду вызывает у мембранных везикул клеток колеоптилей кукурузы генерацию Е ("плюс" внутри везикул), сопоставимого по знаку и величине с АТФ-зависимым Е на тех же везикулах [93]. Конечным акцептором электронов, переносимых редокс-цепью, при этом выступал, очевидно. Oj. На везикулах плазматических мембран корней хлопчатника [4171 генерация Е ("плюс" внутри везикул) происходила, когда донором электронов внутри везикул выступал аскорбат, а их акцептором снаружи везикул — феррицианид. [c.41]

Так. есть достаточно весомые основания считать, что фитогормоны способны стимулировать активный транспорт Н. осуществляемый Н+-АТФазной системой плазмалеммы. Об этом свидетельствует, например, продемонстрированная в опытах на мембранных везикулах регуляция активности Н -АТФазы ауксином и фузикокцином [314, 395,586, 6161. [c.62]

Участие Е во вторичном активном транспорте веществ через мембрану подтверждается большим количеством исследований, выполненных разными авторами и на самых разных объектах. Однако особенно перспективным в этом плане оказалось использование везикул изолированных мембран. Ситуация в данной системе значительно проще, чем в целой клетке, и. кроме того, она позволяет искусственно менять условия переноса — величину электрохимических градиентов тех или иных ионов, соотношение внешних и внутренних концентраций транспортируемых веществ, наличие или отсутствие энергодающих систем и т.д. [c.77]

С другой стороны, К+ может выходить из клеток при элек-трогенном вторичном активном транспорте, обеспечивая компенсационный вынос заряда и устраняя возникшую деполяризацию. Эта роль К" " отчетливо прослеживается в экспериментах по вторичному транспорту сахарозы из везикул флоэмы борщевика [101]. Выход сахарозы из везикул (соответствует входу в клетку) происходит [c.79]

В рассматриваемом аспекте остается, однако, не совсем ясной роль протонирования—депротонирования переносчика при осуществлении вторичного транспорта. Вероятно, эти процессы обеспечивают не только смену заряда переносчика, что важно для электрофоретического переноса, но, как и оказывают влияние на его конформационное состояние. По-видимому, протонирование—депротонирование на разных сторонах мебраны наряду с является фактором, регулирующим изменение сродства переносчика к транспортируемому веществу. При этом существенно отметить, что вторичный транспорт, как было указано выше, может идти только под влиянием Е или АрН [101]. Требуются дальнейшие исследования, чтобы установить, в какой мере эти данные, полученные на везикулах плазматических мембран, применимы к нативным мембранам, и в какой мере обе компоненты А № являются взаимозаменимыми. [c.82]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология