Молекулярная рецепция

В главе 16 излагаются химические аспекты структурно-функциональной организации нервной системы, при этом особое внимание обращается на химические основы возникновения и передачи нервных импульсов, молекулярной рецепции, кратко рассматриваются современные представления о механизмах памяти, обучения, эмоций и опущений (вкуса, запаха). Содержание данной главы логически взаимосвязано с содержанием последующих глав раздела. [c.456]

В книге анализируются вопросы, связанные с применением математических моделей для описания развития биологических процессов во времени. Рассматриваются основы химической кинетики, ферментативного катализа, молекулярной рецепции, фармакокинетики и клеточного роста. Обсуждаются аспекты прикладного и теоретического характера. Основные теоретические положения проиллюстрированы примерами. [c.2]

Самосогласованность биологических процессов на молекулярном уровне существенным образом определяется отработанными эволюцией процессами обмена информацией с помощью сигнальных молекул и белковых рецепторов. Эти процессы характеризуются вполне определенными кинетическими закономерностями, анализу которых посвящен значительный раздел данной книги, называемый молекулярной рецепцией. [c.4]

Молекулярная рецепция. Данная глава посвящена основным вопросам, связанным с различными механизмами взаимодействия лигандов с рецепторами. [c.4]

Глава 3 МОЛЕКУЛЯРНАЯ РЕЦЕПЦИЯ [c.335]

Физикохимик, биохимик. Работает в области биоанализа. Совместно с С.Д. Варфоломеевым и С.В. Зайцевым разработал метод имитационного моделирования для изучения процессов молекулярной рецепции. [c.478]

Уравнение зависимости удельной скорости клеток от концентрации лимитирующего субстрата по своей форме полностью аналогично уравнению Михаэлиса, используемого для анализа кинетики ферментативных реакций. Этот тип уравнений характерен для всех разделов биокинетики. Если читатель просмотрит всю книгу от начала до конца, то обнаружит, что одно и то же уравнение описывает концентрационную зависимость скорости ферментативной реакции (уравнение Михаэлиса), молекулярной рецепции (уравнение Кларка), удельной скорости роста микроорганизмов (уравнение Моно). В этот же ряд можно поставить уравнение Лэнгмюра, описывающее явление адсорбции. Этот тип уравнений отражает взаимодействия между молекулами при ограниченном ресурсе центров взаимодействия. [c.685]

Глава 3. Молекулярная рецепция 335 [c.712]

Главная трудность при построении молекулярной теории "мембранного транспорта и рецепции состоит в анализе динамического взаимодействия белков и липидов. Мембранные рецепторы— по-видимому, белки (родопсин в фоторецепторах),— связавшись с лигандом, меняют свою конформацию, что приводит к изменению глубины погружения и подвижности белков в липидном море . Причина кооперативности может лежать во взаимодействии плавающих белков при их столкновениях. Динамическая мозаичная модель может послужить основой молекулярной физики мембран. [c.340]

Было выдвинуто предположение, что рецепция запаха основана на резонансе атомных колебаний молекул пахучего вещества и молекулярных структур рецептора. Эту теорию, именуемую вибрационной или квантовой, нельзя считать аргументированной. Характер запаха и его интенсивность плохо коррелируют с колебательными спектрами вещества. Вещества, имеющие весьма разнящиеся спектры, зачастую имеют сходные запахи и наоборот. Вибрационная теория противоречит элементарным физи-23 355 [c.355]

Не считая эту классификацию исчерпывающей, можно утверждать, что обонятельная рецепция начинается с узнавания молекулярной структуры пахучих веществ рецепторными участками мембран соответствующих клеток. Такое узнавание реализуется, по-видимому, посредством слабых взаимодействий. [c.356]

Молекулярной, но не структурной является вкусовая рецепция. Кислый вкус определяется наличием ионов водорода, соленый— такими анионами, как С1 . Горький и сладкий вкус возникают при воздействии на рецепторы веществ самого разнообраз- [c.356]

Сложность и многообразие зависимости запаха от строения соединений показали, что решение этой проблемы в значительной стенени будет зависеть от успехов изучения механизма обонятельной рецепции на молекулярном уровне. [c.174]

Рецепция и возникновение информации. Результаты приведенных расчетов, основанных на представлениях теории информации, подтверждают сделанный выше вывод о том, что специфика информационных процессов в биологии определяется не повышенной информационной емкостью молекулярных структур, а особенностями самих информационных процессов. Речь идет о характеристиках процессов рецепции, запоминания и передачи информации другим акцепторным системам организма. [c.162]

Если рассматривать понятие химической коммуникации (сигнализации) шире, включая и сигналы, которые воспринимаются животным организмом из внешней среды, то сюда войдет также обонятельная и вкусовая рецепция, обеспечивающая восприятие сигнальных молекул, обладающих запахом или вкусом. Как показали исследования последнего десятилетия, молекулярные механизмы обонятельной и вкусовой рецепции имеют много общего с таковыми во внутриклеточной химической коммуникации. Поскольку последняя изучена значительно более подробно, то мы остановимся именно на этом наиболее наглядном примере. [c.258]

Молекулярные основы зрительной рецепции. Зрительные клетки (палочки) [c.410]

При такой постановке вопроса, очевидно, необходимо попытаться определить зти молекулярные звенья на первых этапах рецепции для каждого типа раздражителя, имея в виду, однако, что в любом случае цепь событий должна заканчиваться изменением Е , а именно достижением им порогового значения. [c.127]

Рецепция. Рассмотрим теперь механизмы рецепции. Учитывая широкий спектр веществ с нейроактивными свойствами, мы не удивимся, узнав, что существуют разнообразные механизмы рецепции на молекулярном уровне. На рис. 9.11 дана сводка нескольких главных типов, которые идентифицированы к на- [c.223]

Макрофаги, стимулированные продуктами жизнедеятельности микробов (например, липополисахарид из клеточной стенки грамотрицательных бактерий), вырабатывают не менее трех различных белковых факторов, которые активируют рост и дифференцировку клеток крови. Четвертый фактор секретируют активированные Т-клетки. Все четыре фактора — белковые молекулы. Их называют колониестимулирующими факторами (КСФ), так как они были идентифицированы в эксперименте по активирующему влиянию на рост колоний кроветворных клеток. Структура четырех КСФ уже установлена методами генной инженерии получены их искусственные копии. Несмотря на это, молекулярный механизм рецепции и действия КСФ на клетки-мишени все еще не известен. [c.89]

Кинетика ферментативного катализа — наиболее развитый раздел биокинетики. Фактически ферментативный катализ является основой всей биологической кинетики. Молекулярная рецепция, фармокинетика, клеточный рост используют уравнения и методы, развитые в кинетике ферментативных реакций. [c.331]

Физикохимик, биохимик. Работает в области физико-хими-ческой биологаи. Совместно с С.Д. Варфоломеевым развил теорию молекулярной рецепции, исследовал свойства нейропеп-тидморфиновых (опиатных) рецепторов. [c.405]

Энциклопедический курс, излагающий основные разделы предмета — молекулярную биофизику, биофизику клетки и биофизику сложных систем, включая проблемы биологической эволюции. Второе издание переработано по сравнению с первым, вышедшим в 1981 г., и дополнено новыми разделами (бионеорганическан химии и биофизика, топология ДНК, акустическая рецепция, биолюминесценция и др.). [c.2]

Несмотря на большие трудности, современная биофизика достигла крупных успехов в объяснении ряда биологических явлений. Мы узнали многое о строении и свойствах биологически функциональных молекул, о свойствах и механизмах действия клеточных структур, таких, как мембраны, биоэнергетические органоиды, механохимические системы. Успешно разрабатываются физико-математические модели биологических процессов, вплоть до онтогенеза и филогенеза. Реализованы общетеоретические подходы к явлениям жизни, основанные на термодинамике, теории информации, теории автоматического регулирования. Все эти вопросы будут с той или иной степенью детализации рассмотрены в книге. При этом, в соответствии с пониманием биофизики как физики явлении жизни, мы будем исходить из физических закономерностей, а не из физиологической классификации. Так, например, рецепция внешних воздействий органами чувств рассматривается в различных разделах книги — зрение в главе, посвященной фотобиологическим явлениям, слух и осязание в связи с механохпмическими процессами, обоняние — в связи с физикой молекулярного узнавания. [c.10]

Молекулярная биофизика естественно переходит в биофизику клетки, изучающую строение и функциональность клеточных и тканевых систем. Эта область биофизики является самой старой и традиционной. Ее главные задачи связаны сегодня с изучением физики биологических мембран и биоэнергетических процессов. Биофизика клетки включает изучение генерации и распространения нервного импульса, изучение механохимических процессов (в частности, мышечного сокращения), изучение фотобиологиче-ских явлений (фотосинтез, рецепция света, зрение, биолюминесценция). В этой области также применяются уже перечисленные экспериментальные методы." Биофизика клетки имеет дело с более сложными задачами и встречается с большими трудностями [c.21]

В этой книге не раз подчеркивалось, что организмы представляют собой химические машины, в которых посылка, рецепция ж преобразование сигналов имеют молекулярную природу. В искусственных твердотельных машинах есть лишь один способ борьбы с дефектами или износом деталей — их замена новыми. <Зколько-нибудь значительные допуски в таких машинах недопустимы. Напротив, химическая машина организма характеризу- ется большими люфтами , недостатки преодолеваются посредством целого ряда компенсаторных механизмов, работающих как ла метаболическом, так и на генетическом уровне (см. также 17.7). [c.512]

Хемотаксис происходит и в нематодах [5] — червях, нервная система которых состоит из 300 нервных клеток. В такой простой системе можно исследовать поведение, и, используя мутантные организмы, определить его клеточную и молекулярную основу. Рассмотрим растения в качестве доказательства того, что универсальные принципы рецепции стимулов и обработки сигналов были заложены еще на ранних стадиях эволюции хемотаксис наблюдается и на гаметах бурых водорослей [6], которые узнают половые аттрактанты в морской воде и плывут к ним. Здесь же следует упомянуть слизистые грибы Si tyostelium (118Со1йеит, рост колоний которых регулируется сАМР, высвобождающегося в среду. [c.359]

Между тем в биологии особую важность приобретает запоминание и хранение информации в молекулярных системах, обладающих микроскопическими размерами, где при нормальных температурах тепловые флуктуации вызывают неустойчивость микроскопических движений. Поэтому для рецепции, запоминания и хранения информации необходимо произвести определенную работу, за счет которой система перейдет в одно из устойчивых состояний, потеряв часть энергии в процессах диссипации. В результате затраты энергии повысится энтропия всей системы на величину, превышающую количество запомненной информации. Таким образом, информационные системы обладают диссипативными свойствами, за счет которых происходит переход на выделенные детерминистские степени свободы, сохраняющие свои значения в течение длительного времени. Именно здесь и осуществляется превращение микроинформации в макроинформацию которую система запоминает и затем может передать другим акцепторным системам. В реальных информационных системах характерное время запоминания зависит от их конструкции, температуры и свободной энергии. [c.163]

Способность рецепторных клеток сетчатки глаза реагировать на изменение светового потока лежит в основе зрительного восприятия позвоночных и беспозвоночных животных. Процесс трансформации энергии света в фоторецепторный сигнал у позвоночных происходит в светочувствительных клетках сетчатки — палочках и колбочках. Палочки обеспечивают сумеречное зрение. Наиболее подробно молекулярные и мембранные механизмы зрительной рецепции изучены в палочках позвоночных. Палочка способна генерировать зрительный сигнал в ответ на поглощение одного кванта. На рис. XXIX. 12 приведена схема палочки. [c.410]

Рецепция раздражения исследована у высших растений крайне слабо, хотя у некоторых из них, в основном двигательных, электрио-физиологическим способом точно установлен зтап рецепции и возникновение рецепторного потенциала, приводящего затем к генерации ПД [689. 6901. С определенной долей уверенности можно считать, что у высших растений отсутствуют такие высокоспециализированные рецепторные образования, какие имеются у животных (механорецепторы. световые рецепторы и т.п.). Следует, очевидно, говорить лишь о некоторой специализации ряда клеток, направленной на восприятие внешнего раздражения и выражающейся или в некотором изменении морфологии, например появлении осязательных пор (см. раздел 12). или в несколько большей чувствительности к действию данного фактора. Таким образом, по крайней мере на сегодняшний день, мы можем считать, что рецепция раздражений у высших растений морфологически слабо оформлена и речь, по-видимому, следует вести о тех молекулярных преобразователях, которые существуют в растительной клетке и которые могут быть подключены к восприятию раздражения. [c.127]

Из сказанного выше нетрудно заметить, что восприятие разных раздражителей осуществляется у высших растений часто с использованием одних и тех же молекулярных механизмов, хотя иногда и в разных сочетаниях. Такая универсальность, по-видимому, вполне целесообразна, если учесть условия существования этих организмов, ведущих неподвижный образ жизни и воспринимающих постоянно самые разнообразные воздействия почти всей своей поверхностью. При этом обращает на себя внимание нередко очень высокая чувствительность рецепторного восприятия, позволяющая различать, например. перепад температур в 1—2 и отвечать на него генерацией ПД [188]. Отсутствие у высших растений специальйых рецепторов раздражений не противоречит, однако, тому факту, что в их мембранах имеются особые рецепторные белки для восприятия факторов гормональной природы и некоторых других лигандов, поскольку такая рецепция обычно не приводит к возникновению волны возбуждения, сопровождающейся генерацией ПД. [c.129]

Рис. 9.11. Молекулярные механизмы рецепции различных нейроактивных веществ (схемы взяты из разных источников). ГДК — глутаматдекарбоксилаза.

Основную (структурную) роль в мембранном бислое играют фосфолипиды (см. рис. 3). Минорные компоненты мембран (иногда весьма необычного строения) выполняют своеобразные функции. Липиды мембран служат мишенью для действия специфических ядов. Так, обнаружено, что сульфатиды мембран мозга ответственны на рецепцию опиатов, а ганглиозид ОМг выступает как природный рецептор холерного токсина. При связывании одной из субъединиц этого токсического белка с участком мембраны, содержащим олигосахаридные цепи молекул ганглиозида, инициируется высвобождение другой субъединицы токсина, активирующей фермент аденилатциклазу. В этом и заключается основное молекулярное действие холерного токсина, приводящее к неуправляемой наработке аденилатциклазой циклического АМФ. [c.20]

В Отделе исследуется структурно-функциональная организация генома эукариот на примере модельного объекта - плодовой мушки Drosophila melanogaster. Огромная роль этого объекта в расшифровке механизмов функционирования более сложных геномов, включая геном человека, хорошо известна. Работы на дрозофиле заложили основу для развития работ на позвоночных, включая человека, по следующим основным направлениям молекулярной генетики молекулярный анализ генетики развития организма исследование рецепции сигналов окружающей среды роль структуры хроматина в клеточной дифференцировке. Успехи в исследовании геномов позвоночных, основанные на работах, выполненных на дрозофиле, стали стимулом для организации проекта секвенирования генома D. melanogaster, который в значительной степени был завершен в 2000 г. Доступный банк данных нуклеотидных последовательностей предоставил богатейший материал для выяснения функций генов, которые до сих пор не были идентифицированы, а также для анализа этой информации с помощью компьютерных программ. Однако гены, кодирующие белки, составляют только малую часть сложных геномов многоклеточных эукариот. Одной из наиболее важных задач является выявление в не кодирующих белки последовательностях ДНК тех контролирующих элементов, которые определяют правильную экспрессию генов во времени и в отдельных тканях развивающегося организма. [c.11]

Еще более трудную, но, конечно, центральную задачу квантовой биохимии представляет изучение межмолекулярных взаимодействий, оценка и сопоставление значений энергии в возникающих комплексах, где метод молекулярных орбиталей явно недостаточен из-за невозможности учитывать электронную корреляцию. Поэтому сейчас возлагают надежды на квантово-статистические подходы, где, по существу, уже рассматривается статистика молекул, а не электронов. Вместе с тем методом ЛКАО (линейной комбинации атомных орбиталей) получены вполне удовлетворительные результаты в квантовой фармакологии (например, предсказаны новые нейтролептики). И наконец, все построения современной квантовой биохимии осуществляются без учета того, что взаимодействия молекул в живых системах идут на более высоком, качественно новом уровне их организации. Таковы, например, пиктографический способ распознавания молекул в процессе их рецепции (узнавание образа, а не конкретных атомных или электронных структур), а также принципы, закладываемые в новое научное направление—топобиологию, т. е. учение о биологических взаимодействиях, определяемых пространственным расположением биологических структур, дающим ключ к пониманию сложнейших проблем морфогенеза. [c.484]

Мх — на уровне 5O мм рт. ст. и мевее. OflHaKo Ьиё t anad-лярного русла действуют клеточные механизмы регистрации сигнала об изменении рОг и цепь связанных с этим ответных реакций. В этом случае можно, видимо, говорить о молекулярных сенсорах кислорода [309, 313]. Система рецепции, выполняющая контрольную функцию по отношению к внемитохондриальному содержанию кислорода, описана для нервных клеток аплизии [134]. Предполагается, что ответственным за чувствительность к рОг является состояние плазматической мембраны клетки. К такому же выводу приходят и другие исследователи, считая, что для осуществления контроля дыхания клетки необходимо поддержание целостности плазматической мембраны [175, 227, 348]. Только в этом случае обеспечивается поддержание специфической функции клетки в достаточно широком диапазоне значений рОг. [c.27]

Медиаторы, выделяемые через пресинаптическую мембрану, воспринимаются рецепторными молекулами, расположенными в постси-наптической мембране. На рис. 1.8 показано несколько главных типов рецепции, как их представляют на молекулярном уровне. Как следует из рис. 1.8, А, ацетилхолин (АХ) действует непосредственно на рецепторный белок в постсннаптической мембране. АХ называют лигандом, когда имеют в виду, что он связывается с определенным участком белка. Это вызывает изменение проницаемости мембраны, при этом реакция мембраны может быть быстрой или медленной в зависимости от того, с каким типом рецептора свяжется АХ. Известны два типа АХ-воспринимающих рецепторов - никотиновый и мускариновый. Никотиновый может быть возбужден никотином, а мускариновый избирательно отвечает на аппликацию мускарина. Физиологически важным различием между ними является скорость ответа на поступающий сигнал, первый характеризуется быстрым и непродолжительным эффектом, второй - медленным и длительным. Действие АХ прерывается гидролизом, наступающим в результате действия фермента ацетилхолинэстера-зы, с обратным захватом продукта распада - холина в пресинаптическое окончание. [c.21]

Рис, 1.8. Молекулярные механизмы рецепция различных нейроактивныХ веществ (ГДК - глютаматдекарбоксилаза). [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология