Свойства биологических мембран

Специфические свойства биологических мембран. Благодаря указанным особенностям биологические мембраны имеют присущие им характерные черты. Они образуют протяженные бислойные структуры малой толщины (6-10 нм), объединяющие белковые и липидные компоненты с различными свойствами. [c.302]

Синапсы — это область функциональных контактов между плазматическими мембранами нейронов. Вещества, влияющие на нервную активность, такие, как эндогенные нейромедиаторы или многочисленные экзогенные лекарственные препараты (например, местные анестетики, нейротоксины), действуют на уровне мембраны. Биологические или патологические изменения в нервной системе часто возникают как следствие изменений нейрональных мембран. Следовательно, в описание основ нейрохимии нужно обязательно включать сведения об образовании и свойствах биологических мембран. В гл. 2 и 3 рассматривается строение молекул веществ, входящих в состав мембран, описываются модели мембран, а также функционирование и [c.26]

Свойства биологических мембран [c.306]

СВОЙСТВА БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАН [c.35]

В обзоре обсуждаются жидкокристаллические структуры, образуемые веществами биологического происхождения и их аналогами. Эти структуры рассматриваются как модели биологических мембран. Основное внимание уделено фазовым переходам, дефектам структуры и некоторым электрохимическим свойствам, существенно влияющим на функциональные свойства биологических мембран. Изложены представления о взаимосвязи механических и электрических параметров мембран в связи с их жидкокристаллической структурой. [c.249]

Одной из главных причин разной биохимической активности стереоизомеров лекарственных препаратов являются различия в их способности к поглощению внутренними средами организма. Эти различия связаны в первую очередь с особенностями строения и свойствами биологических мембран, поскольку последние построены из оптически активного, асимметрического материала. Кроме того, в мембранах существуют специальные транспортные системы, осуществляющие перенос биомолекул из внутренней среды клетки во внеклеточное пространство и наоборот. Некоторые транспортные системы имеют высокую стереоселективность по отношению к молекулам того или иного класса. Например, работа подобной транспортной системы обеспечивает увеличение примерно в 500 раз концентрации Ь-аминокислот внутри клеток по сравнению с внеклеточной средой. О-Аминокислоты такими системами не транспортируются. Например, Ь-сарколизин активен при лечении некоторых видов опухолей, а В-форма сарколизина неактивна, поскольку левовращающий изомер сарколизина проникает через мембраны с помощью систем активного транспорта Ь-аминокислот в отличие от правовращающего В-сарколизина [c.508]

Во второй книге рассмотрены основы биофизики клеточных процессов, протекающих в клетках организма. В ней представлены данные о структурно-функциональной организации биологических мембран описаны молекулярная организация и конформационные свойства биологических мембран. Специальный раздел учебника посвящен биофизике процессов транспорта веществ через биомембраны [c.3]

Перспективы развития мембранной технологии в большой мере связаны с надеждалП на воспромзведеннс и практическое использование свойств биологических мембран, важнейшим из которых является способность осуществлять селективный обмен молекулами различных веществ. Уже сейчас промышленность располагает значительным набором мембран с селективными свойствами. Однако разработка и использование селективных мембранных материалов сталкивается до сих пор со значительными трудностями. Это связано главным образом с тем, что механизмы проницаемости как биологических, так и многих искусственных мембран окончательно не выяснены и не существует общего подхода к их описанию. Создание универсальной математической модели, адекватно описывающей мембранный транспорт, осложняется разнообразием процессов переноса через мембраны. В биологических мембранах выделяется пассивный транспорт (обычная диффузия), активный транспорт (перенос вещества против градиента концентрации) и облегченная диффузия (перенос вещества по градиенту концентрации с аномально высокой скоростью). В формировании реального процесса переноса могут принимать участие все механизмы в различных соотношениях. Одной из характерных особенностей многих селективных мембран является аномальная зависимость потока переноса от градиента концентрации [30—32]. В силу специфических свойств мембран, больших трансмембранных градиентов и активного взаимодействия потока переноса со структурой мембраны наблюдаются значительные отклонения от закона Фика. При этом линейная зависимость потока переноса от градиента концентрации оказывается справедливой только для малых трансмембранных градиентов. Наблюдается замедление роста потока переноса или даже насыщение при больших значениях трансмембранного градиента. [c.123]

Ранее предполагалось, что свойства биологических мембран во многом определяются структурой именно липидного бислоя, так что общая замкнутая фаница живой клетки подобна мыльному пузырю. За последние 20 лет в результате детального исследования строения и подвижности компонентов, входящих в состав биологических мембран, произошли существенные изменения в представлениях о структуре и функциях клеточной мембраны. Функциональное значение липидного бислоя оказалось значительно шире, чем значение гидрофобной перегородки между внутренним пространством клетки и внешней средой. [c.110]

Интересно, что, хотя импульсы в фоторецепторах в нормальных условиях не возникают, их мембрана обладает возбудимостью. Это было показано в опытах с обработкой сетчатки блокатором калиевого тока тетраэтиламмонием. При этом в фоторецепторах была зарегистрирована импульсная активность (рис. 8.11). Такие импульсы устранялись при воздействии кобальта значит, они были обусловлены током Са +. Очевидно, в нормальных условиях входящий ток Са + уравновешивается или подавляется выходящим током К+ в результате возбудимость мембраны не может проявиться. Это еще раз свидетельствует в пользу того, что возбудимость представляет собой широко распространенное свойство биологических мембран, проявляющееся лишь в определенных условиях (см. гл. 7). [c.195]

С точки зрения химического состава отличительной чертой мембран является высокая концентрация в них липидов. Эти молекулы легко экстрагируются из мембран с помощью органических растворителей и плохо растворяются в воде. Мембранные липиды — это в основном особые амфифильные молекулы, имеющие длинные углеводородные хвосты, а также холестерин или его эфиры. Особенности этих молекул и их взаимодействия в значительной степени определяют структуру и свойства биологических мембран. [c.214]

Мембранные явления уже давно интересуют исследователей,и не только потому, что роль биологических мембран столь велика. Синтетические мембраны (например, из целлофана) используются в лаборатории для определения молекулярной массы различных соединений и при исследовании взаимодействия между макромолекулами и малыми молекулами. Распределение молекул по разные стороны таких мембран происходит в соответствии с термодинамическими законами, которые применимы также и к более сложным мембранам, встречающимся в биологических системах, хотя в этих последних случаях следует учитывать специфические свойства биологических мембран. [c.444]

В пользу ламеллярного липидного бислоя свидетельствует прежде всего то, что в воде бимолекулярные липидные мембраны (см. раздел 2.4) обладают рядом свойств биологических мембран. Только такой слой удовлетворяет термодинамическим требованиям расположения белка и липида в водной среде. [c.36]

Детальному рассмотрению свойств биологических мембран посвящена гл. И. Здесь следует лишь подчеркнуть, что липиды образуют матрицу биологических мембран, а мембранные белки как бы закреплены в ней. Многие мембранные белки практически невозможно перевести в водный раствор без разрушения мембран. С целью солюбилизации мембранных белков широко используются детергенты (сурфактанты), особенно нейтральные, такие, как детергенты ряда тритона-Х. Считается, что детергенты этого типа включаются в состав мембранных бислоев, и после насыщения мембран детергентом образуются смешанные мицеллы, содержащие и детергент, и мембранные липиды, а белки переходят в раствор. [c.92]

В 1848 г. Дюбуа-Реймон [21] высказал мысль, что поверхности биологических структур имеют общее свойство с электродом в гальваническом элементе, и именно это свойство является причиной биоэлектрических явлений, наблюдаемых в поврежденных тканях. Свойства биологических мембран не могли быть, однако, объяснены до тех пор, пока не были сформулированы по крайней мере основные положения электрохимии простых мембранных моделей. Термодинамические зависимости для мембранных равновесий были получены Гиббсом в 1875 г. [29]. Однако, поскольку теория растворов электролитов впервые была [c.11]

ЮЛ. Общие свойства биологических мембран [c.200]

Какие предположительные механизмы имплантации материала одной мембранной системы в другую 2. Чем обусловлено влияние экзогенных липидов на ферментативные свойства биологических мембран 3. Почему изменяются флуктуации проводимости модифицированной протеолипосомами БЛМ при изменении полярности напряжения на ней 4. В чем заключаются перспективы реконструкции свойств биологических мембран на искусственных н какое значение это имеет для практики [c.292]

Общие свойства биологических мембран 200 [c.232]

Электрохимический подход может оказаться полезным в познании элементарной природы основных биологических процессов. Именно поэтому привлекает внимание новая пограничная область науки — биоэлектрохимия, возникшая на границе электрохимии и биологии. На данном этапе большинство вопросов биоэлектрохимии связано с изучением свойств биологических мембран и их моделей. Клеточные или плазменные мембраны отделяют внутреннюю часть любой клетки живого организма от окружающей клетку среды. Так как состав раствора внутри клетки и в окружающей среде различен, то между ними всегда имеется некоторая разность потенциалов, а следовательно, вдоль мембраны всегда образуются двойные слои. Образование и взаимодействие двойных слоев позволяет объяснить целый ряд процессов в живом организме, например, такой важный процесс, как передача информации посредством нервного импульса. [c.406]

Модифицированные черные пленки с успехом моделируют и другие различные свойства биологических мембран. К этим свойствам можно отнести различные виды рецепции механорецепцию [233, 234], фоторецепцию [235, 236], хеморецепцию [75, 237], взаимодействие биомембран с лекарственными препаратами [77]. Недавно [238] черные углеводородные пленки были использованы для измерения генерации электрического тока липопротеидными комплексами. Так, пленки с встроенным бактериородопсином [238] или хлорофиллом [239, 240] способны преобразовывать световую энергию в электрическую. [c.169]

Структура и действие биологических мембран стали ключевым вопросом биофизики с тех пор, как стало ясно, что эти мембраны играют очень важную роль в функционировании биологических систем. Характерное свойство биологических мембран — их проницаемость для отдельных ионов. Почти все вещества, которые действуют как избирательные переносчики ионов в биологических системах, являются антибиотиками со структурой тетроли-дов или циклических депсипептидов они известмы как ионофоры. В их число входят, в частности, валиномицин и нонактин, описанные в разд. 1.3. [c.266]

Липосомы. Другой модельной системой, хорошо воспроизводящей многие свойства биологических мембран, являются липосомы. На возможность использования липосом а качестве моделей биологических мембран впервые обратил внимание А. Вэнгхем. В 1965 г. он показал, что фосфолипиды при набухании а аоде самопроизвольно образуют пузырькообразные частицы, которые состоят из множества замкнутых липидных бислоев, разделенных водными промежутками. Использование липосом в качестве модельных систем оказалось исключительно плодотворным и позволило выяснить целый ряд вопросов, касающихся молекулярной организации и функционирования биологических мембран. [c.575]

Широкое использование электродов серебро—галогенид серебра в электрохимических измерениях объясняется их компактностью и легкостью изготовления. Наиболее важным применением хлорсеребряного электрода является исследование термодинамических свойств электролитов, таких, как стандартный электродный потенциал и коэффициенты активности. Электроды типа серебро—галогенид серебра могут также использоваться в неводных растворах. Однако это применение ограничено сильной тенденцией иона серебра к образованию комплексов, что значительно увеличивает растворимость галогенндов серебра. Хлорсеребряные электроды нашли важное применение в исследовании свойств биологических мембран. [c.141]

Какое отношение имеют мыльные пузыри к развивающейся яйцеклетке Сходство кажется случайным, но на самом деле это далеко не так. Изоморфизм здесь имеет четкую химическую основу. Обсуждая химические функции клеточной мембраны. Де Дюв (De Duve, 1984) указывает Ряд важных свойств биологических мембран, а также мыльных пузырей объясняется структурой их липидных бимолекулярных слоев . Мыльный пузырь состоит из липидного бимолекулярного слоя. Мыла — это соли жирных кислот, молекулы которых называют амфифильными, потому что они состоят из гидрофобного хвоста и гидрофильной головки. Молекулы липидов биомембран (фосфолипидов) сложнее, но и они являются амфифильными. Биомембраны и мыльные пленки благодаря сходным химическим свойствам отличаются большой пластичностью. Они стремятся уравновесить поверхностное натяжение, принимая форму с минимальными объемом и поверхностью — сферическую, и выдерживают деформации, не разрываясь они стремятся образовывать замкнутые структуры. Разрезанный надвое мыльный пузырь, как и клетка, образует два меньших, но целых пузыря (рис. 10.10). [c.160]

Что такое поверхностное натяжение и какие факторы на него влияют 2. Расскажите о скачке поверхностного потенциала на границе раздела электролит — воздух и механизме его образования. 3. Каковы поверхностные свойства искусственных липидных мембраи (монослоев, бимолекулярных плоских мембран, липосом) 4. Каковы поверхностные свойства биологических мембран, методы и критерии их определения [c.283]