Механизмы входа Са в клетки

Механизмы входа в клетки [c.103]

Механизмы входа в невозбудимые клетки [c.117]

Химическая кинетика. В задачи кинетики входят определение скорости реакции в гомогенной и гетерогенной среде, исследование зависимости скорости от концентрации реагирующих веществ, температуры, давления, а также влияния излучения и катализаторов. Особенно важную роль в жизнедеятельности организмов играют биологические катализаторы белковой природы (ферменты), присутствующие во всех без исключения живых клетках и обеспечивающие протекание почти всех биохимических реакций в любом организме. Конечной целью кинетических исследований является установление механизма изучаемой реакции. [c.6]

Изменение количества синтезируемых ферментов в клетке идет в результате действия механизмов индукции и репрессии. Индукцией называют процесс увеличения количества соответствующего фермента в клетке под влиянием субстрата. Последний индуцирует образование главным образом ферментов обмена веществ в процессах энергетического катаболизма. Если в состав ДНК входит несколько генОв, определяющих синтез относящихся к разным субстратам ферментов, то в конкретных условиях среды, содержащей определенные субстраты, целесообразно синтезировать только те ферменты, для действия которых в среде имеется субстрат. [c.46]

Обмен веществ в клетке или в организме можно определить как совокупность всех химических процессов, которые могут в них протекать. Поэтому обмен веществ даже у простого одноклеточного организма не представляет собой чего-то неизменного — в любой данный момент времени реализуются только одни какие-то его возможности, а другие остаются невыраженными. Естественно возникает вопрос о факторах, контролирующих выражение обмена веществ. Этим факторам, т. е. проблеме регуляции обмена, уделяется в современной биохимии очень большое внимание как в области эксперимента, так и в области теоретических исследований. Регуляция обмена осуществляется с помощью чувствительной системы взаимосвязанных механизмов слежения и настройки, в которую входят и внутренние компоненты (наследственные, генетические) и внешние (обусловленные средой, физиологические). Поскольку все процессы обмена веществ взаимосвязаны во времени и пространстве, образуя единое целое, любые воздействия затрагивают весь обмен в целом, хотя для удобства мы можем в первом приближении сосредоточить наше внимание на какой-либо одной реакции и ее участниках. Считается аксиомой, что весь обмен веществ и его регуляцию можно прямо или косвенно объяснить, исходя из ферментативного оснащения организма. [c.272]

Давно установлено, что основные этапы тканевого обмена углеводов протекают с участием фосфорной кислоты, входящей в состав продуктов превращения в форме фосфорнокислых эфиров. По фосфорной метке можно проследить в этом случае за механизмом процессов обмена углеводов. То же самое можно сказать и о других веществах. В частности, в состав нуклеиновых кислот входит фосфорная кислота. По быстроте внедрения радиоактивного фосфора можно проследить за скоростью обмена нуклеиновых кислот в клетках и даже судить о характере превращений. [c.62]

Одна из проблем, связанных с процессом поступления элемента из внешнего раствора в растение, возникает в связи с тем, что это поступление может осуществляться против градиента концентрации, т. е. элемент может входить в клетку при условиях, когда концентрация внутри клетки превышает концентрацию во внешнем растворе. Множество исследований накопления ионов направлено на изучение сути процессов, включающих движение против градиента концентрации. Некоторые из них касаются природы носителей , которые участвуют в переходе ионов через мембрану. Накопление ионов в растениях против градиента концентрации обычно зависит от энергии, высвобождающейся при аэробном дыхании, но механизм перехода энергии в процессе накопления ионов понятен не полностью. [c.62]

Химическая близость фолиевой кислоты к рибофлавину (общая пири-мидин-пиразиновая структура и восстановительно-окислительные свойства), а также тот факт, что в ряде случаев птерины способны заменить витамины BI и В2 ш, — позволяет предположить, что фолиевая кислота, подобно другим витаминам группы В, входит в состав важных ферментных систем организма, являющихся биорегуляторами обмена в клетках. Окончательно вопрос о механизме действия фолиевой кислоты еще не решен. По имеющимся данным вероятнее всего, что она в качестве ко-фермента участвует в системе холинэстеразы. [c.415]

Мелкие РНК-содержащие фаги прикрепляются к так называемым F-фимбриям (число которых на одну мужскую бактерию составляет примерно 4). Затем РНК прикрепившегося фага через эти фимбрии проникает внутрь клетки [458—487]. Как и в случае вирусов, поражающих животные клетки, адсорбция этих фагов может происходить на холоду, но внедрение их протекает с затратой энергии и нуждается в повышенной температуре (37° С). ДНК-со-держащие фаги fd тоже инфицируют лишь мужские бактериальные клетки, присоединяясь к кончику фимбрий. Оба способа прикрепления отчетливо видны на электронных микрофотографиях (фиг. 55). Прикрепившись к фимбрии, фаг, согласно некоторым работам, впрыскивает в нее свою ДНК [64]. По другим же данным, фаг входит в клетку целиком [509]. Поскольку это единственные из всех известных фагов, выход которых из клетки не сопровождается ее гибелью, можно думать, что частицы таких фагов проникают в клетку целиком, используя тот же механизм, с помощью которого осуществляется и выход фага. [c.227]

Разнообразные клетки организма выделяют в окружающую среду разные вещества прежде всего, это клетки желез. Существуют специальные клеточные приспособления для выброса секретируемых веществ эти вещества упакованы в мембранные контейнеры, а их выброс регулируется ионами Са , которые входят в клетку через специальные кальциевые каналы. В результате естественного отбора этот механизм используется нервными клетками в конструкции химических синапсов в кон- [c.177]

Механизмы, лежащие в основе клеточного цикла, трудно изучать в сложных и недоступных тканях интактного животного. Легче работать с клеточными культурами. Например, с помощью цейтраферной съемки (разд. 4.1.5) можно наблюдать, как отдельная клетка претерпевает митоз, растет, затем опять входит в стадию митоза это делает воз- [c.396]

В настоящее время предполагают, что одним из основных механизмов входа Са в электрически невозбудимые клетки является так называемый депо-зависимый или "емкостной" вход Са", впервые постулированный Джеймсом Патни (Putney, 1986, 1990). "Емкостная" ( apa itative) модель входа Са"" в клетки, объясняющая рецептор-активируемый вход Са " в клетки, основывается на исследованиях Са" -сигнализации в невозбудимых клетках экзокринных желез (ацмнарных клетках околоушной железы крысы) и эпителиальных клетках. [c.117]

Повышение концентрации цАМФ под действием катехоламинов-приводит к фосфорилировацию мембран, и Са входит внутрь эритроцита. Образуется комплекс Са-кальмодулин, который, присоединяясь к фосфодиэстеразе и Са-АТФазе, стимулирует как гидролиз цАМФ, так и выброс Са + из эритроцита. В результате этого концентрация цАМФ снижается до исходного уровня, происходит дефосфорилирование мембран и замедляется вход Са2+ в эритроцит. Параллельно этому осуществляется выброс иоиов Са + Са-АТФазой, стимулированной кальмодулином, поэтому сиилсается концентрация Са2+ в цитоплазме. Са диссоциирует от кальмодулина, распадается комплекс кальмодулина с ферментом, и фосфодиэстераза возвращается в исходное, малоактивное состояние. Если в среде по-прежнему присутствуют катехоламины, то скорость синтеза начнет превышать скорость гидролиза цАМФ и концентрация циклического нуклеотида в эритроците снова начнет повышаться (см. рис. 86). Таким образом, кальмодулин. обеспечивает преобразование длительного и постоянного регуляторного сигнала в циклические изменения внутриклеточной концентрации цАМФ. Этот процесс напоминает работу электрического преобразователя, который превращает постоянный ток в переменный. Подобно явлению десенсибилизации рецепторов (см, раздел 3.4), данный процесс может служить механизмом защиты клетки от перевозбуждения при длительном действий гормонов и нейромедиаторов. Не исключено таклсе, что в некоторых случаях этот процесс обеспечивает ритмическую активность ршй автоматию клетки, [c.231]

А. Зависимость активации от наружного кальция и способность кальциевого ионофора активировать яйца указывают на то, что ключевой стадией в активации яйца является вход Са в клетку. Необходимость совместного действия инозитолфосфатов можно объяснить двумя путями 1) оба инозитолфосфата вместе нужны для стимуляции ключевой стадии в механизме входа Са либо 2) процесс активации включает две стадии, каждая из которых контролируется своим инозитолфосфатом. Поскольку известно, что (2,4,5)1п8Рз способен вызывать мобилизацию запасов Са , следует отдать некоторое предпочтение второму варианту. Более конкретно, на первой стадии [c.466]

Среди многочисленных компонентов биосистем молекулярного уровня исключительная роль в процессах жизнедеятельности, бесспорно, принадлежит белкам. Активно участвуя практически во всех протекающих в клетках и организме процессах, они наделены поистине универсальными биофизическими и биохимическими свойствами. Белки обладают способностью к взаимному превращению всех необходимых для жизни видов энергии тепловой, механической, химической, электрической и световой. Кроме того, они входят в состав соединительных и костных тканей, кожи, волос и других структурных элементов всех уровней живого организма, выполняя динамическую опорную функцию и обеспечивая нежесткую взаимосвязь органов, их механическую целостность и защиту. Нет смысла перечислять все функции белков, спектр их действия огромен. Отметим лишь, что по разнообразию своих физических и химических проявлений белки несопоставимы с возможностями любого другого класса соединений живой и неживой природы. Они "умеют" делать все, и именно поэтому назначение генетического аппарата любого живого организма сведено к хранению информации только о белках и к их синтезу. Биосистемы всех уровней, в том числе и молекулярного, можно считать "произведениями" белков. При функциональной универсальности природных аминокислотных последовательностей деятельность каждого отдельного представителя этого класса уникальна в отношении функции, механизма действия, природы лиганда и внешней среды. И, наконец, белки проявляют высочайшую активность в физиологических, мягких условиях и не образуют при своем функционировании побочных продуктов. [c.50]

Ионам Са принадлежит центральная роль в регуляции многих клеточных функций. Изменение концентрации внутриклеточного свободного Са является сигналом для активации или ингибирования ферментов, которые в свою очередь регулируют метаболизм, сократительную и секреторную активность, адгезию и клеточный рост. Источники Са могут быть внутри- и внеклеточными. В норме концентрация Са в цитозоле не превышает 10 М, и основными источниками его являются эндоплазмати-ческий ретикулум и митохондрии. Нейрогормональные сигналы приводят к резкому повышению концентрации Са (до 10 М), поступающего как извне через плазматическую мембрану (точнее, через потенциалзависимые и рецепторзависимые кальциевые каналы), так и из внутриклеточных источников. Одним из важнейших механизмов проведения гормонального сигнала в кальций—мессенджерной системе является запуск клеточных реакций (ответов) путем активирования специфической Са -кальмодулин-зависимой протеинкиназы. Регуляторной субъединицей этого фермента оказался Са -связывающий белок кальмодулин (мол. масса 17000). При повышении концентрации Са в клетке в ответ на поступающие сигналы специфическая протеинкиназа катализирует фосфорилирование множества внутриклеточных ферментов —мишеней, регулируя тем самым их активность. Показано, что в состав киназы фосфорилазы Ь, активируемой ионами Са , как и КО-синтазы, входит кальмодулин в качестве субъединицы. Кальмодулин является частью множества других Са -свя-зывающих белков. При повышении концентрации кальция связывание Са с кальмодулином сопровождается конформационными его изменениями, и в этой Са -связанной форме кальмодулин модулирует активность множества внутриклеточных белков (отсюда его название). [c.296]

Методические. Большие трудности для биотехнологов связаны не только с созданием рекомбинантного штамма, но и с секрецией целевого продукта из клетки. Отсутствие этого механизма приводит к накоплению целевого продукта внутри клетки и подавлению биосинтеза по принципу обратной связи. Многие привлекательные для промышленности и медицины продукты кодируются несколькими генами. В задачи генной иiiжeнepии входит разработка методов последовательной трансплантации генов в клетки-реципиенты. Ожидает своего разрешения проблема получения любого заданного растения-реге-неранта из клона протопластов. Из года в год совершенствуется работа с животными клетками, медленно растущими и легко уязвимыми. [c.507]

Доскональное обсуждение механизмов переноса энергии в живых системах не входит в задачу данной главы. Мы отсылаем читателя к подробному изложению общих принципов этого вопроса, приведенному А. Л. Ленинджером [3], и к детальному обзору Г. А. Кребса и Г. Л. Корнберга [4]. Здесь же достаточно указать, что одним из продуктов ферментативных реакций, ведущих к высвобождению энергии, является аденозинтрифосфат (АТФ). Это — высокореакционноспособное, или богатое энергией , соединение, служащее источником свободной энергии, необходимой для полного завершения тех биохимических реакций, в которых это соединение принимает участие. Если сравнивать задачу, которая стоит перед клеткой и хнашком-органиком, то окажется следующее. Химик-органик при выборе реагентов, поставляющих необходимую для определенного синтеза энергию, может основываться на своем опыте, а не на теоретических рассуждениях. У клетки же выбор ограничен теми реагентами, которые образуются при распаде пищевых продуктов. Наиболее важ- [c.12]

Для теоретического рассмотрения механизма фотосинтеза приходится отказаться от того, чтобы рассматривать синтез растительного материала просто как отношение между энергиями на входе и выходе. Определение выхода обычно проводят с целыми растущими клетками водорослей. Метаболическая энергия, необходимая для взаимопревращения органических связей и выполнения ряда других процессов, не отражается в энергосодержании клетки. Мы можем предположить, что для восстановления 1 моль СОг до уровня углеводов необходимы 2 эквивалента НАДФ -Нг и 3 молъ АТФ. Как показывают исследования роста гетеротрофных организмов, для включения углеводов в материал клетки необходимы еще 3 молекулы АТФ. [c.584]

Что касается реакций, то здесь надо сказать, что клетка действительно способна поразить воображение химика, изучающего различные превращения исходных веществ в нужные ему продукты. Такие поиски входят в программу работы химика и технолога, когда они хотят наладить новое химическое производство приходится исследовать множество реакций и отбрасывать все те, которые, несмотря на тщательный подбор условий и катализаторов, все же идут слищком медленно и практически себя не оправдывают. Клетки располагают столь совершенными катализаторами, что их деятельность может служить образцом для любого химического завода. Каталитические механизмы клетки справляются с труднейшими химическими задачами, например осуществляют фиксацию атмосферного азота при невысоких температурах. Биохимические машины заслуживают самого внимательного изучения и моделирования. Но и химики не беспомощны в обращении с катализаторами. Существует большое число катализаторов, которые по типу действия сходны с природными. Важно подчеркнуть, что основные химические законы биохимических процессов — это те же законы, которым следуют и реакции, протекающие просто в пробирке. Как бы ни были сложны молекулы ферментов, общие законы катализа, построенные на фундаменте химической кинетики и термодинамики, обязательны и для них. [c.5]

Очень мало известно о механизме биологического действия гормонов, хотя, естественно, он будет различным у разных гормонов. Многие гормоны, в частности соединения пептиднобелковой природы, оказывают влияние на проницаемость клеточных и субклеточных мембран, по всей вероятности, путем воздействия на определенные ферменты. Таким путем они регулируют различные процессы в живой клетке. Интересно, что при этом гормон не обязательно должен входить в клетку, он может прикрепляться к определенной ферментной системе, расположенной на клеточной поверхности, и посредством кооперативных эффектов вызывать какие-либо изменения внутри клетки (такой механизм иногда называют кнопочным ). Таким путем может регулироваться транспорт ионов различных металлов и ряда веществ (например, сахаров) через мембраны и оболочки. [c.105]

Такая формулировка послужила поводом к одному из наиболее интересных и горячих споров в химии и физиологии сидерофилинов. Используя цитрат в качестве агента, конкурирующего за железо с сидерофилинами, и измеряя окраску растворов кональбумина, в которых термодинамическая активность железа изменялась при изменении концентрации цитрата, Вернер и Вебер [42] пришли к заключению, что связывание железа кональбумином осуществляется в две стадии, причем вторая константа устойчивости гораздо больше, чем первая. Шэйд [57], исходя из нетермодинамических наблюдений за скоростью поглощения железа из белка клетками печени, предложил такой же способ освобождения железа из трансферрина. И, наконец, Вудворт [58] на основе измерения кинетики связывания железа получил новые аргументы в пользу двухступенчатого механизма связывания железа кональбумином. Следовательно, до последнего времени преобладало мнение, что все время два атома железа входят и выходят из молекулы сидерофилина, так что стабильные частицы в растворе должны [c.340]

Важное биологическое значение витамина В2 выявилось после того, как была установлена (1932—1934 гг.) его взаимосвязь с желтым окислительным ферментом [(XXIX, стр. 411], а позднее и с другими ферментными системами, регулирующими окислительные процессы в клетках. Витамин В2 в виде фосфорного эфира (кофермента) входит в состав простетической группы ряда так называемых флавиновых ферментов , участвующих в механизме клеточного дыхания и играющих, таким образом, жизненно важную роль в организме81> 82. [c.399]

Первые экспериментальные указания на то, что инфекционность вирусов обусловлена их нуклеиновыми кислотами, были получены в опытах Херши и Чейз, изучавших механизм проникновения фага Т2 в клетку-хозяина [199]. Первый этан этих экспериментов сводился к тому, что фаговым частицам, выравненным в присутствии или и, следовательно, содержаш им радиоактивный фосфор или радиоактивную серу, давали прикрепиться к поверхности клетки-хозяина. Затем инфицированные бактерии отделяли с помош ью центрифугирования и энергично перемешивали в гомогенизаторе. В результате этой процедуры происходило отделение фагов от бактерий. Оказалось, что в этих условиях в клетки Е. oli проникало около 75% и только около 20% Но почти весь фосфор, содержаш,ийся в фаге, входит в состав его ДНК, а большая часть серы — в состав белков оболочки. Следовательно, при заражении фагами в клетку-хозяина проникает ДНК фага, оставляя на поверхности основную массу вирусного белка. Позже было выяснено, что вместе с ДНК в клетку-хозяина инъицируется и незначительная часть белковых и пептидных компонентов фага, в том числе и серусодержащий, так называемый внутренний белок. Однако к этому времени генетическая роль ДНК стала уже общепризнанной, и сейчас не вызывает никакого сомнения, что фаговые бе.лки не играют решающей роли во внутриклеточной репликации фага. [c.171]

Установлено, что недостаток селена ведет к уменьшению концентрации фермента глутатионпероксидазы, в результате чего усиливаются процессы окисления липидов и серосодержащих аминокислот. Селен входит в состав активных центров нескольких ферментов. Например, в активном центре глутатионпероксидазы содержится остаток необычной аминокислоты — селеноцистеина (см. главу 1). Глутатионпероксидаза защищает клетки от разрушающего действия органических пероксидов КООН и пероксида водорода Н2О2. Вероятно, в механизме действия этих ферментов селенгидрильная группа обладает определенными преимуществами перед сульфгидрильной. [c.190]

Механизм сайт-специфической рекомбинации обеспечивает и исключение фага из бактериальной хромосомы, после чего начинается его быстрое размножение в бактериальной клетке. Реакция исключения катализируется комплексом, в состав которого входит помимо интегразы еще один белок бактериофага, который этот вирус начинает продуцировать лишь в том случае, если клетка-хозяин подвергается стрессу (см. рис. 9-20). [c.311]

Рассмотрим, что случится, если инактивировать (Ка" + К" )-АТРазу. Прежде всего произойдет небольшое быстрое падение мембранного потенциала, поскольку (Na" + К")-насос является электрогенным и в активном состоянии вносит свой вклад в мембранный потенциал (см. разд. 6.4.6). Однако выключение этого насоса не приводит к исчезповепию главного компонента потенциала покоя, основанного на механизме уравновешивания ионами калия (как описано выше) Он существует до тех пор, пока концентрация Ка" внуори клетки остается низкой, т.е. многие минуты. По поскольку плазматическая мембрана хоть и плохо, все же проницаема для ионов Ка", то Ка" будет медленно входить вну трь клетки по своему электрохимическому градиенту. Приток натрия уменьшает мембранный потенциал и. таким образом, вызывает дополнительный отток ионов к" из клетки. В это время нарушается осмотическое равповесие (см. разд. 6.4.6), но, если клетка не лопнула, со временем установится новое состояние равновесия между ионами Ка", К" и С Г. При этом мембранный потенциал будет намного ниже, чем в нормальной клетке с активным (Ка" + к" )-насосом. [c.398]

Цитозоль - это часть цитоплазмы, занимающая прострапство межд мембраппыми органеллами. Обычно на него приходится около половины общего объема клетки (см. табл. 8-1). В состав цитозоля входит множество ферментов промежуточного обмена, кроме того, он заполпеи рибосомами, синтезирующими белки Около половины всех белков, образующихся на рибосомах, остаются в цитозоле в качестве его постоянных компопептов. В данном разделе мы обсудим судьбу этих белков, а также некоторые механизмы, позволяющие контролировать их время жизни и направлять белки в определеииые места цитозоля. [c.17]

Смотреть страницы где упоминается термин Механизмы входа Са в клетки: [c.514] [c.117] [c.152] [c.514] [c.327] [c.391] [c.327] [c.290] [c.340] [c.414] [c.169] [c.391] [c.45] [c.193] [c.205] [c.270] [c.391] [c.380] [c.46] [c.78] [c.204] [c.141]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология