Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Мембраны, ионная асимметрия

    МЕМБРАНЫ, ИОННАЯ АСИММЕТРИЯ [c.88]

    Существенным для понимания всех аспектов переноса электронов в мембранах, а также сопряженных с ним процессов является вращательная и латеральная диффузия не только подвижных переносчиков, но и отдельных комплексов и их агрегатов. Подвижность комплексов приводит к тому, что теряет смысл понятие единой структурной электронтранспортной цепи, так как стехиометрия взаимодействия комплексов определена лишь в среднем и может меняться при изменении внешних условий. Если регулируемая условиями внешней среды латеральная асимметрия в распределении комплексов переносчиков достаточно хорошо установлена для фотосинтетического аппарата высших растений, то, несомненно, аналогичные процессы регулирования пространственной обособленности отдельных реакций могут происходить и у фотосинтезрфующих бактерий и митохондрий. Динамическая организация электронного транспорта, проявляющаяся в процессах агрегации— дезагрегации как отдельных переносчиков электронов с комплексами, так и самих комплексов, приводит к быстрому и высокоэффективному переносу электронов (внутри комплексов), увеличивает надежность функционирования цепи переноса электронов, обеспечивая возможность замены вышедших из строя элементов, а также их встраивание в процессе б иогенеза и, кроме того, обеспечивает возможность эффективных способов регуляции транспорта электронов за счет изменения степени агрегации комплексов, их пространственной обособленности и взаимного положения в мембране. Асимметричная латеральная и трансмембранная организация комплексов в мембране может направленно регулироваться такими факторами, как липидный состав мембраны, соотношение липид/белок, микровязкость, энзиматическая модификация белков, ионный состав среды и др. [c.286]


    Жидкомозаичная модель Синджера и Николсона [3] различает два типа мембранных белков периферические и интегральные. Периферические белки удерживаются на поверхности мембраны в основном ионньпми взаимодействиями и относительно легко солюбилизируются, например, путем увеличения ионной силы. Интегральные белки погружены в липидную фазу и не могут быть высвобождены из мембраны без хотя бы частичного ее разрушения. Они нерастворимы в воде, гидрофобны и липофильны. Эта характеристика двух классов мембранных белков предполагает, что они асимметрично распределены в клеточной мембране периферические белки находятся только по одну сторону бислоя, тогда как интегральные проникают в нее — чаще только в один монослой если же они пронизывают весь бислой, то тогда они функционально асимметричны. Пример асимметрии последнего типа — транспортные системы, такие, как Na+, К+-АТРаза (гл. 7). [c.77]

    Одной из основных функций нервной ткани является передача импульсов от одного нейрона к другому. Толчком к расшифровке взаимосвязи между энергетическим метаболизмом и этой функцией послужили работы А.Ходжкина, установившего, что необходимым условием для прохождения импульсов по нервному волокну служит неравномерное распределение ионов натрия и калия по разным сторонам клетючной мембраны. Поддержание ионной асимметрии, восстаноштение ее после прохождения нервного импульса связано со значительными энергетическими затратами прежде всего это относится к транспорту ионов натрия против градиента концентрации в момент перехода потенциала действия в потенциал поко.я. Особое значение в этом процессе принадлежит К" ", На -сти гулируемой АТФазе. [c.184]

    В связи с тем, чго перенос различных ионов через одинаковые клеточные мембраны происходит с неодинаковой скоростью и что обмен веществ и, следовательно, перенос ионов между внутренней частью клетки и окружающей средой происходит через пограничный слой клетки, который представляет собой довольно сложную структуру, существует теория, что клеточная мембрана обладает свойствами избирательной проницаемости. Вследствие этого живые и неповрежденные клетки, находящиеся в покое, обладают резко выраженной асимметрией в распределении веществ между клеткой и средой концентрация одних веществ больше, а других — меньше, чем в среде. Считают, что протоплазматическая мембрана содержит особые переносчики и ферментные системы, которые управляют скоростью поступления веществ в клетку и выходом их наружу. Благодаря системе переносчиков осуществляется, например, активный транспорт анионов и катионов из межклеточного пространства растительных тканей внутрь клетки. Теория такого активного переноса в настоящее время принимает, что [c.280]


    Из табл. 11 следует, что все внутриклеточные ферментативные процессы, по-видимому, приспособились к нормальной ионной асимметрии, тогда как синтез липидов включается при увеличении концентрации Ка — сигнала о возможном повреждении клеточной мембраны. К сожалению, надежных экспериментальных данных по этим вопросам очень мало [449]. [c.102]

    Мы все больше узнаем о свойствах и природе веществ, модифицирующих проницаемость био-мембран. Все это так. Однако еще раз подчеркиваю — нам нужно понять, в силу каких причин в процессе эволюции возникли именно такие механизмы Один из возможных ответов гласит данное приспособление возникло как неизбежное следствие физических и (или) химических свойств веществ, вовлеченных в процесс эволюции. В духе такого ответа можно сказать, что ионные градиенты, противотер-модинамическая асимметрия ионов в системе клетка — внешняя среда возникли как неизбежное следствие образования биоде-тергентных мембран. Если в силу эволюционной необходимости в дискретности живого вещества появились мембраны, отграничивающие клетки от внешней среды, то вследствие физических и химических свойств этих мембран, их избирательной проницаемости возникла и ионная асимметрия. Ионная асимметрия оказалась весьма удачным показателем целостности клетки и в ходе дальнейшей эволюции смогла обеспечить реагирование клетки на внешние воздействия. [c.100]

    Возникновение потенциала асимметрии возможно при химических воздействиях на поверхность электрода (протравливание щелочами или плавиковой кислотой), механических повреждениях (стачивание, шлифование), адсорбции жиров, белков и других поверхностно-активных веществ. К наиболее важным причинам возникновения потенциала асимметрии относится изменение сорбционной способности стекла по отношению к воде при термической обработке в процессе изготовления электрода. Некоторый вклад вносит дегидратация набухшего поверхностного слоя (высушивание или выдерживание в дегидратирующем растворе). Возникновению потенциала асимметрии способствует неодинаковое напряжение на двух сторонах стеклянной мембраны. Если пустсЛ-ы кремнийкислородной решетки на одной ее поверхности отличаются по форме от пустот на другой поверхности, то нарушается равновесие переноса ионов между стеклом и раствором и возникает потенциал асимметрии. В общем, любое воздействие, способное изменить состав или ионообменные свойства мембраны, влияет на потенциал асимметрии стеклянного электрода и может привести к ошибкам в измерениях pH. Мешающее действие потенциала асимметрии компенсирзтот при настройке рН-метров по стандартным буферным растворам, имеющим постоянную и точно известную концентрацию ионов водорода. [c.188]

    Вычисленные по уравнению (XV, 6) величины ср отличаются от измеренных. Значительные отклонения потенциала порядка десятков милливольт зависят от природы и концентрации ионов. При рН<1 э.д.с. меньше теоретической при рН>9, как правило, э.д.с. больше теоретической. При употреблении натриевого стекла для растворов, содержащих Li" " и Na , при рН>11 и при употреблении калиевого стекла соответственно при pH>10 электрод неприменим, так как становится обратимым по отношению к соответствующему катиону. Отклонения порядка нескольких милливольт, отвечающие разности потенциалов между внутренним и исследуемым растворами в тех случаях, когда внешний и внутренний растворы одинаковы, называется потенциалом асимметрии. Причиной его возникновения является различие свойств внешней и внутренней поверхности мембраны (различие может возникать из-за неодинаковых напряжений на выпуклой и вогнутой сторонах). Потенциал асимметрии уменьшается с уменьшением толщины мембраны. [c.206]

    В общую э. д. с. гальванического элемента входит так называемый потенциал асимметрии стеклянной мембраны. Этот потенциал составляет 1 или 2 мВ и появляется в связи с тем, что внутренний и внешний гелевые слои отличаются адсорбционной способностью воды и ионообменной емкостью для ионов водорода. Эти различия часто зависят от времени и появления в результате неодинаковых деформаций двух поверхностей стеклянного шарика из-за неравномерного разогревания шарика в процессе его изготовления, в результате химического травления и механического истирания за время использования электрода, вследствие покрытия наружной поверхности мембраны пленками жира, а [c.375]

    Одной из основных функций нервной ткани является передача нервных импульсов от одного нейрона к другому, от периферических клеток в центральные отделы нервной системы и обратно. Как известно, необходимым условием прохождения импульсов по нервному волокну служит неравномерное распределение ионов натрия и калия по разным сторонам клеточной мембраны. Поддержание ионной асимметрии, восстановление ее после прохождения нервного импульса связано со значительными энергетическими затратами. В первую очередь это относится к транспорту ионов натрия против градиента концентрации в момент перехода потенциала действия в потенциал покоя, т. е, в восстановительный период. Доказательством этому служат результаты исследований, в которых использовалась микроэлек-тродная техника для внутриклеточных инъекций метаболических ингибиторов (оуабаина и др.) и макроэргических соединений. С помощью такого методического приема удалось показать существование тесной связи между трансмембранным переносом ионов натрия и калия и процессами гидролиза АТФ в нервных клетках. Особое внимание в этой связи нейрохимики [c.71]


    Потенциал полуэлемента №/0Е при постоянной ионной силе определяется уравнением (7-8), где Ео зависит от pH внутреннего раствора, потенциала полуэлемента сравнения, потенциала асимметрии мембраны, который незначительно меняется со временем. Область концентраций водородных ионов, в которой уравнение (7-8) сохраняет силу для данного электрода, зависит от типа стекла и его гидратации. Отклонения чаще всего встречаются в сильнокислых и в щелочных растворах. В последнем случае так называемая щелочная ошибка особенно заметна при высоких концентрациях катионов металлов главной под-групы 1-й и 2-й групп, но при применении литиевого стекла она может быть значительно уменьшена. Область pH, в которой уравнение (7-8) справедливо для электродов, выпускаемых промышленностью, указывается в описании, но ее следует проверить экспериментально через частые интервалы (стр. 189). [c.169]

    Перейдем к молекулярному рассмотрению. Как уже сказано, источником свободной энергии для активного транспорта служит АТФ. АТФ усиливает активный транспорт, будучи введена внутрь клетки, но ие влияет ка него, находясь во внешней среде. Цз клеточных мембран удалось выделить К, Na-активируемую АТФ-азу. Этот фермент расщепляет АТФ только в присутствии ионов К" " и Na" . Действие АТФ в мембране непосредственно связано с активным транспортом — глюкозид оубаин ингибирует АТФ-азу при той же концентрации, при которой он прекращает работу натриевого насоса. Гидролиз АТФ in vitro с помощью этой АТФ-азы происходит в две стадии. Вначале выделяется АДФ, а неорганический фосфат остается связанным с ферментом. Эта стадия активируется ионами Na"". Второй этап требует ионов К"" и состоит в отщеплении фосфата от фермента. Сходная, но уже пространственная асимметрия свойственна насосу — на внутренней поверхности мембраны его активность зависит от Na, на внешней — от При расщеплении АТФ на мембранах наблюдается переход меченого фосфата из АТФ в фосфопротеи-ды мембраны. Кинетика действия АТФ-азы in vitro характеризуется S-образной зависимостью скорости реакции от концентраций Na"", К+ и АТФ. Гидролиз одной молекулы АТФ в мембране сопровождается выходом из клетки двух-трех ионов Na"". [c.348]

    Потенциалы фи.к.э и фAg/Ag l не зависят от изменения pH анализируемого раствора. Изменение разности потенциалов в этой ячейке зависит только от чувствительности стеклянной мембраны к pH. Наличие двух элёктродов сравнения обеспечивает возможность измерения разности потенциалов между внутренней и внешней поверхностью мембраны. При измерениях потенциал внутренней поверхности стеклянной мембраны остается практически постоянным, а потенциал внешней поверхности зависит от pH анализируемого раствора. Прохождение тока через стекло связано с ионно-обменным взаимодействием ионов водорода и щелочных металлов. Стеклянная мембрана функционирует как электрод только при условии, если она гидратирована. Сухой стеклянный электрод теряет свою чувствительность к ионам водорода, но после выдерживания его в течение нескольких часов в воде чувствительность восстанавливается. Поверхность мембраны покрыта гидратированным слоем геля кремниевой кислоты. На внутреннем и внешнем слоях геля возникает так называемый диффузионный потенциал. При идентичности обоих слоев геля и равных значениях pH в стандартном и анализируемом растворах диффузионные потенциалы равны, но противоположны по знаку. Их суммарный потенциал равен нулю. В реальных условиях суммарный потенциал отличается от нуля — потенциал асимметрии. При измерениях pH систематически градуируют стеклянный электрод по стандартным буферным растворам с известным pH. [c.109]

    Важная особенность мембраны — асимметрия бислоя, создаваемая за счет действия внутриклеточных ферментов, различий ионного состава цитоплазмы и интерстициальной жидкости, а также особенностей структуры молекул фосфолипидов и асимметричной локализации белков и липидов в бислое. Асимметрия бислоя — это фактор, обеспечивающий создание градиента кривизны, складок, сморщиваний, отшнуровку частей мембраны в виде везикул. [c.31]

    Упорядоченность биомембран проявляется не только в плоскости бислоя, но и в трансмембранном распределении фосфолипидов различных типов. Что обусловливает асимметрию биомембран и в чем ее физиологическая значимость В любых клетках существуют более чем 1000-кратные трансмембранные кальциевые градиенты. В связи с этим возникло предположение, что именно Са + обеспечивает асимметрическое распределение липидов в мембранном бислое, притягивая отрицательно заряженные фосфолипиды, например фосфатидилсерин, к поверхности плазматической мембраны, обращенной во внеклеточное пространство. С другой стороны, асимметрия бислоя могла бы поддерживаться ионами кальция и во внутриклеточных мембранах. Действительно, кардиолипин — чисто митохондриальный кислый фосфолипид, обладающий высоким сродством к — локализуется на поверхности внутренней мембраны митохондрий, которая обращена в матрикс (J. J. R. Krebs et al., 1979). [c.18]


Смотреть страницы где упоминается термин Мембраны, ионная асимметрия: [c.72]    [c.551]    [c.89]    [c.402]    [c.275]    [c.276]    [c.274]    [c.551]    [c.26]    [c.218]    [c.509]   
Смотреть главы в:

Физико-химические факторы биологической эволюции -> Мембраны, ионная асимметрия




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Асимметрия иона

Асимметрия мембран

Иониты мембраны

Ионная асимметрия



© 2025 chem21.info Реклама на сайте