Кинетика активного транспорта

При набухании митохондрий из окружающей жидкой фазы, гиалоплазмы, в митохондрии проникают субстраты окисления и другие растворенные вещества. Наоборот, при сокращении митохондрий происходит выталкивание различных веществ и поступление их в гиалоплазму. Этот обмен также представляет собой особую форму мембранного транспорта. Изучение кинетики активного транспорта сахаров внутрь митохондрий показало, что транспорт субстрата падает в несколько раз при сокращении митохондрий. Тем самым сокращение митохондрий вызывает ослабление процесса дыхательного фосфорилирования. Отсюда регулирование скорости реакций дыхания посредством изменения проницаемости. [c.184]

КИНЕТИКА АКТИВНОГО ТРАНСПОРТА [c.133]

Книга продолжает серию, посвященную изложению современного состояния биохимии мембран. В ней в обобщенном виде освещается теория стационарной кинетики сложных ферментных систем и метод анализа формы кривых, включая статистическую обработку экспериментальных данных. Большое внимание уделено особенностям кинетики активного транспорта, определению минимальных моделей и регуляторных механизмов транспортных ферментов. [c.4]

Так как в процессе активного транспорта катионов происходят активация дыхания и закисление среды инкубации, для выполнения работы может быть использована как полярографическая, так и рН-метрическая техника. Из-за трудностей, которые могут возникнуть при изменении скорости дыхания в присутствии низких концентраций катионов, предпочтение следует отдать рН-метрической технике для регистрации кинетики транспортного процесса. [c.454]

В настоящей работе предлагается провести анализ кинетики переноса неорганического фосфата, сопровождающего активный транспорт Са2+. [c.458]

Одна из самых сложных проблем молекулярной биологии — проблема регулирования количества синтезируемого фермента.Известно, что химические реакции в организме тонко сбалансированы и существует много механизмов автоматического регулирования, с помощью которых поддерживается кинетика различных метаболических процессов в соответствии с потребностями клетки в данный момент времени. Существуют механизмы автоматического регулирования на уровне самих ферментативных процессов. В них участвуют ферментативные активаторы и ингибиторы, а, кроме того, немаловажную роль играют явления нро-ницаемости и активного транспорта сквозь мембраны. Этот вид регулирования рассмотрен выше. Здесь же мы имеем в виду разобрать другую сторону вопроса. Речь пойдет о синтезе клеткой ферментов. [c.479]

Выражение для мембранного потенциала можно получить, используя аппарат кинетики химических реакций. Так, если в клеточной мембране существует система активного транспорта Ма наружу, а пассивно переносятся ионы К, Ма и С1, то стационарные потоки К+, Ма и С1 , направленные внутрь клетки и в наружную среду, с учетом влияния мембранного потенциала ср можно записать в таком виде [c.160]

Для придания органеллам или клеткам большей технологичности их иммобилизуют. Кинетическое описание катализа под действием иммобилизованных клеток представляет очень сложную проблему. Здесь необходимо учитывать последовательную цепь диффузионных и кинетических процессов, осложненных эффектами распределения метаболитов и их активного транспорта (например, через биологическую мембрану). Для растущих клеток требуется также учет процессов биосинтеза и биодеградации макромолекул. В настоящее время еще не созданы математические модели, которые бы исчерпывающе описывали кинетику действия иммобилизованных клеток, — это задача ближайшего будущего. [c.118]

Как пассивный, так и активный транспорт в общем виде подчиняется кинетике насыщения. Разница заключается лишь в том. [c.100]

Инфракрасная (ИК) спектроскопия используется в различных областях науки, и в каждой из них придается- этому термину различный смысл. Для химика-аналитика это удобный метод решения таких задач, как, например, определение пяти изомеров гексахлорциклогексана, качества парафина, смолы, полимера, эмульгатора в эмульсии для полировки, опознание страны, из которой вывезен контрабандный опиум. Физику ИК-спектроскопия представляется методом исследования энергетических уровней в полупроводниках или определения межатомных расстояний в молекулах. Она может быть также полезна и при измерении температуры пламени ракетного двигателя. Для химика-органика это метод идентификации органических соединений, позволяющий выявлять функциональные группы в молекулах и следить за ходом химических реакций. Для биолога ИК-спектроскопия - перспективный метод изучения транспорта биологически активных веществ в живой ткани, ключ к структуре многих естественных антибиотиков и путь познания строения клетки. Физикохимику метод позволяет приблизиться к пониманию механизма гетерогенного катализа и кинетики сложных реакций. Он служит дополнительным источником информации при расшифровке структуры кристаллов. В этих и многих других областях знания ИК-спектроскопия служит исследователям мощным средством изучения тайн вещества. Вероятно, справедливо будет сказать, что из всех инструментальных методов ИК-спектроскопия наиболее универсальна. [c.9]

Таким образом и возникает торможение процесса за счет некоторых этапов транспорта компонентов реакции, накладывающееся на закономерности кинетики или симулирующее их. Это тормозящее влияние диффузии зависит от условий осуществления процесса, определяемых ими свойств реакционной системы, а также активности и других характеристик примененного катализатора. Одновременно могут возникать и градиенты температур благодаря торможению процессов теплопередачи, сопровождающему торможение массопередачи, либо независимо вследствие недостаточного внутрифазного и межфазного теплообмена, например между стенками катализатора или в нем самом. [c.292]

Коферментные функции убихинона, как участника транспорта электронов в дыхательной цепи, были постулированы на основании изучения концентрации его в митохондриях, кинетики окислительно-восстановительных реакций, действия ингибиторов, а также влияния экстракции убихинона на ферментативную активность митохондрий [2—6]. [c.128]

Наиболее представительной характеристикой активности катализатора является скорость реакции в его присутствии, количественно характеризуемой константой скорости. Задача разработки методики измерения констант скоростей исследуемых реакций сводилась к получению данных о величинах выходов продуктов реакций (степеней превращения) в зависимости от параметров процесса времени контакта, исходного состава смеси, температуры. Основным параметром, который варьировался при постановке измерений было время контакта ( ), что достигалось изменением скорости газа-носителя или количества катализатора. Соотношение реагентов для реакции Клауса Н2 5 8 0 составляло 2 1, а для реакции гидролиза 0 52 20, 1 2 соответственно. Однако измерение скоростей каталитических реакций сопряжено с преодолением многих методических трудностей, таких как искажение истинной кинетики реакции эффектами, связанными с транспортом исходных веществ и продуктов реакции из потока к гранулам катализатора, медку гранулами и внутри их, а также возникновение температурных градиентов как по дайне слоя, так и по радиусу гранулы. [c.86]

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]

Физика ферментов становится одной из центральных областей молекулярной биофизики [47]. Ее задачи — разработка экспериментальных и теоретических методов исследования ферментов и ферментативных процессов, раскрытие физических н физико-химических механизмов ферментативного катализа. Проблемы молекулярной кинетики в биофизике щироки и разнообразны— это и активный транспорт, и ионный обмен, и механо-химические процессы. [c.49]

Транспортные АТФазы, функция которых заключается в энергетическом обеспечении активного транспорта ионов, в нативной мембране также представлены олигомерными конструкциями. Это было достоверно показано с помощью метода радиоинактивации (метод молекулярной мишени). Принцип его заключается в определении кинетики инактивации фермента в нативной мембране после ее облучения потоком высокоэнергетических электронов. Используя эмпирическое уравнение зависимости скорости инактивации от дозы радиации (она пропорциональна размерам функциональной единицы фермента в мембране), можно найти эти размеры и соотнести их с молекулярной массой протомера. Для Ыа, К-АТФазы получено, что фермент в мембране представляет собой молекулярную мишень, по крайней мере вдвое превышающую размеры молекулы. Аналогичные результа- [c.49]

Интенсификация процесса поглощения примеси за счет поверхностной диффузии особенно отчетливо проявляется при сопоставлении скорости адсорбции таких веществ, как вода, цеолитами со связующими и без связующего. В последнем случае, как указывалось, вторичная пористая структура составлена сростками кристаллов цеолита и транспорт адсорбата эффективно происходит по поверхности этой силикатной поверхности, что значительно убыстряет процесс поглощения в целом. Поэтому скорость поглощения воды цеолитом без свя35 -ющего значительно выше, чем у обычных типов цеолитов, где вторичные поры выстланы не активным в кинетическом отношении материалом — глиной. Как будет показано ниже, в некоторых случаях это свойство цеолитов без связующего становится решающим при выборе типа адсорбента для решения конкретной задачи. Кинетика адсорбции [18] часто определяет выбор поглотителя. [c.189]

ШПШ ние для элек-хролиза имеют скорости электродных процессов. Учение о скоростях электродных процессов получило название электрохимической кинетики [4 41 132]. Скорости электродных процессов зависят от строения двойного электрического слоя на границе электрод — электролит, в котором они протекают, от скорости подвода реагирующих частиц к электродам и отвода продуктов электролиза от электродов. Поэтому главными составными частями учения об электрохимической кинетике являются строение двойного электрического слоя транспорт электрохимически активных частиц к электродам разряд электрохимически активных частиц на электродах, сопровождаемый переходом электронов отвод продуктов электролиза в глубь раствора вторичные химические реакции, протекающие до или после разряда. Насколько важна электрохимическая кинетика для электролиза, видно из примера, описанного в книге [41 ]. Если пропускать постоянный ток через ячейку, составленную из водного раствора серной кислоты, ртутного катода и платинового анода, на ртути должен выделяться водород, на платине — кислород. Из термодинамических расчетов вытекает, что процесс электрохимического разложения воды должен начаться при напряжении 1,23 В. Однако скорость выделения водорода на ртутном катоде такова, что при напряжении 1,23 В для накопления 1 см водорода с 1 см поверхности электрода потребовалось бы около 400 ООО лет. Если напряжение увеличить до 3,5 В, то скорость выделения водорода возрастает до 7 см /мин, правда, при небольшом коэффициенте полезного действия, порядка [c.10]

Механизм транспорта протона через мембрану Ро-фактором в настоящее время неясен. С помощью направленных мутаций удалось изменить структуру субъединицы Ро Е. соИ. Оказалось, что дефект в любой из субъединиц приводит к потере способности транспортировать ионы через мембрану. На основе исследования кинетики переноса ионов фактором Ро через мембрану Я. Кагава сделал заключение, что Ро-фактор не просто канал для протонов, а место, где происходит их связывание. Предполагается, что в активном центре переноса расположен остаток дикарбоновой аминокислоты с-субъединицы. Для Е. соИ это Asp-61. Замена его на какую-либо другую аминокислоту полностью блокирует транспорт Н+ и синтез АТФ за счет Д лН+. [c.131]

Оказалось, что обнаружить различия между этими схемами только на основе классической кинетики не удается (J. Robinson, М. Flashner, 1979), так что необходимы какие-то новые приемы. В последующих главах будут изложены основные принципы анализа кинетических кривых и показано применение этих методов для исследования зависимости Na, К-АТФазной активности от субстрата и ионов К+ и Na+. Принципы построения минимальной модели Na, К-АТФазы могут быть успешно применены при исследовании других транспортных АТФаз и вообще для систем мембранного транспорта. [c.21]

Для транспорта веществ с участием переносчиков (облегченная диффузия, активный перенос) характерна кинетика насыщения при определенной (насыщающей) концентрации переносимого вещества в переносе принимают участие все имеющиеся молекулы переносчика, и скорость транспорта достигает предельной величины (V ,) Например, для переносчика глюкозы, обеспечивающего реабсорбцию глюкозы из первичной мочи, насыщающая концентрация глюкозы равна 180 мг/дл (почечный порог). Если концентрация глюкозы в крови больше 180 мг/дл, то часть ее остается в окончательной моче и выводится из организма (глю-козурия). При наследственной почечной глюкозурии почечный порог снижен, и глюкозурия начинается уже при концентрации глюкозы в крови около 150 мг/дл. По-видимому, это связано с дефектом переносчика глюкозы. [c.212]