Выделение плазматических мембран клеток

В общих чертах картину участия ацетилхолина в осуществлении передачи нервного импульса возбуждения можно представить следующим образом. В синаптических нервных окончаниях имеются пузырьки (везикулы) диаметром 30—80 нм, которые содержат нейромедиаторы. Эти пузырьки покрыты оболочкой, которая образована белком клатрином (мол. масса 180000). В холинергических синапсах каждый пузырек диаметром 80 нм содержит 40000 молекул ацетилхолина. При возбуждении высвобождение медиатора происходит квантами , т.е. путем полного опорожнения каждого отдельного пузырька. В нормальных условиях под влиянием сильного импульса выделяется примерно 100—200 квантов медиатора—количество, достаточное для инициирования потенциала действия в постсинаптическом нейроне. Происходит это, по-видимому, следующим образом. Деполяризация мембраны синаптических окончаний вызывает быстрый ток ионов Са в клетку. Временное увеличение внутриклеточной концентрации ионов Са стимулирует слияние мембраны синаптических пузырьков с плазматической мембраной и таким образом запускает процесс высвобождения их содержимого. Для выброса содержимого одного пузырька требуется примерно 4 иона Са . Выделенный в синаптическую щель ацетилхолин вступает во взаимодействие с белком-хеморецептором, входящим в состав постсинаптической мембраны. В результате изменяется проницаемость мембраны —резко увеличивается ее пропускная способность для ионов Ка. Взаимодействие между рецептором и медиатором запускает ряд реакций, заставляющих постсинаптическую нервную клетку или эффекторную клетку выполнять свою специфическую функцию. После выделения медиатора должна наступить фаза его быстрой инактивации, или удаления, чтобы подготовить синапс к восприятию нового импульса. [c.638]

ТОННОГО градиента. Интактные клетки реагируют на воздействие света выделением в среду протонов, приводящим к закислению среды. В суспензии пузырьков из фотосинтетических мембран (хроматофоров) свет вызывает перенос протонов, направленный внутрь. Таким образом, мембраны хроматофоров и тилакоидов имеют такую же полярность, как и субмитохондриальные пузырьки. Это будет поняты , если учесть, что все эти мембраны образуются путем впячивания внутрь и разрастания плазматической мембраны или же внутренней мембраны хлоропласта. Хотя точная локализация отдельных компонентов в мембране еще не установлена, можно думать, что переносчики водорода и электронов расположены и в мембране анаэробных фототрофных бактерий таким образом, что происходит разделение зарядов. В хроматофорах электроны транспортируются наружу, а протоны-внутрь. Создающийся протонный потенциал и служит движущей силой фотосинтетического фосфорилирования. [c.392]

Рецепторы гормонов являются минорными компонента ми плазматической мембраны клетки, и в связи с этим для их выделения необходимо располагать высокоспецифическим методом. Применение аффинной хроматографии в этом случае более предпочтительно, так как метод основан на использовании функциональных, а не общих физико-химических свойств рецепторов. Однако для успешного применения аффинной хроматографии следует прн-н[[мать во внимание следующие рекомендации [c.192]

Плазматическая мембрана, окружающая каждую клетку, определяет ее величину и обеспечивает сохранение существующих различий между клеточным содержимым и окружающей средой. Мембрана служит высокоизбирательным фильтром и, кроме того, отвечает за активный транспорт с ее помощью регулируется поступление внутрь клетки питательных веществ и выход наружу продуктов выделения. Благодаря мембране устанавливается разница в концентрации ионов внутри клетки и во внеклеточном пространстве. Еще одна функция мембраны заключается в восприятии внешних сигналов, что позволяет клетке быстро отвечать па изменения, происходящие в окружающей среде. [c.349]

Несмотря на то что каждому типу мембран присущи определенные липидные и белковые компоненты, основные структурные и функциональные особенности, обсуждаемые в этой главе, характерны как для внутриклеточных, так и для плазматических мембран. Прежде всего нам хотелось бы рассмотреть структуру и организацию главных компонентов всех биологических мембран - липидов, белков и углеводов. Затем мы обсудим механизмы, используемые клетками для транспорта малых молекул через плазматическую мембрану, а также способы поглощения и выделения клетками макромолекул и крупных частиц. В последующих главах будут проанализированы некоторые дополнительные функции плазматической мембраны роль в клеточной адгезии (гл. 14) и в сигнальных функциях (гл. 12). [c.349]

Некоторые организмы, особенно бактерии, получают энергию nyrew окисления Нг, H2S или Fe +, а не окисления органических субстратов Кроме того, некоторым специализированным бактериям свойственно-анаэробное дыхание, при котором NO 3, SO или СО2 являются окислителями либо восстановленных переносчиков, либо восстановленных неорганических соединений. В этой главе мы рассмотрим эти процессы,, поставляющие энергию, а также химию реакций, в результате которых атомы кислорода из молекулы О2 входят в органические соединения Происходящие в клетках окислительные процессы исследовать довольно трудно главным образом потому, что соответствующие ферменты в клетке расположены на мембранах или внутри мембран. Б бактериях эти ферменты расположены на внутренней стороне плазматической мембраны или на мембранах мезосом. У эукариот эти ферменты находятся во внутренней мембране митохондрий и в меньшей степени в мембранах эндоплазматического ретикулума. Особенно много неудач было связано с изучением окислительного фосфорилирования (стр. 391). Большие трудности вызвало выделение участвующих в процессе компонентов, но еще труднее оказалось снова собрать эти Компоненты в активно функционирующую систему. [c.361]

Процесс созревания яйцеклетки лучше всего изучен у амфибий. У этих животных гонадотропины, находящиеся под контролем гипофиза, действуя на окружающие ооциты фолликулярные клетки, инициируют выделение последними стероидного гормона прогестерона. Подобно другим стероидным гормонам, прогестерон диффундирует через плазматические мембраны большинства клеток-мишеней и связывается с внутриклеточными рецепторными белками, регулирующими транскрипцию снецифических генов (см. разд. 12.2.1). Однако в созревании ооцита прогестерон, но-видимому, участвует иначе полагают, что он связывается с рецепторными белками плазматической мембраны. При этом происходит инактивация аденилатциклазы плазматической мембраны ооцита. в результате чего снижается концентрация циклического АМР в цитозоле и соответственно активность сАМР-зависимой протеинкиназы (А-киназы, см. разд. 12.4.1). [c.32]

Изменение работы систем, обеспечивающих перенос веществ через мембраны, является важным методом повышения продуктивности промышленных штаммов микроорганизмов. С этой целью используют физиологические факторы и мутации, неспецифически повышающие проницаемость плазматических мембран, а также мутации, активирующие выделение метаболитов из клетки или нарушающих их реаккумуляцию. [c.68]

Кальций — единственный универсальный вторичный мессенджер клеток животных и растений. Другие вторичные мессенджеры— цАМФ, инозиттрисфосфат и диацилглицерин — функционируют, по всей видимости, преимущественно в клетках животных. Наиболее распространенным рецептором для Са + в большинстве клеток является низкомолекулярный белок кальмодулин Км). Этот белок не претерпел существенных изменений в ходе эволюции, поэтому физико-химические свойства Км, выделенного из разных источников, практически идентичны. Кальмодулин содержит четыре Са-связывающих участка с константами диссоциации Кс1) от 4 до 20 мкМ. В результате связывания Са + происходит изменение конформации белка (см. разд. 2.2) и его активация. После этого комплекс Км— Са + связывается с белками-мишенями, в том числе мембранными, стимулируя (аденилатциклаза, (2а-АТФазы плазматической мембраны, киназа фосфорилазы, фосфолипаза Аг, цАМФ-фосфодиэстераза) или ингибируя (15-оксипростагландиндегнд-рогеназа, гликогенсинтетаза) их активность. [c.10]

Высвобождение секрета из клеток может осуществляться в результате слияния мембраны внутриклеточных секреторных пузырьков с плазматической мембраной клетки. Такой процесс, называемый экзоцитозом, обеспечивает быстрое и одноразовое выделение секрета под действием стимула, например нейромедиаторов, гормонов, пищеварительных ферментов. В покоящейся клетке, где концентрация свободного Са + составляет около 0,1 мкМ, секреторные пузырьки иммобилизованы в цитоплазме. При повышении концентрации внутриклеточного Са + пузырьки движутся по направлению к плазмалемме, здесь происходит слипание поверхностей двух мембран, затем их слияние и образование поры, через которую секрет покидает клетку. После выделения секреторного продукта осуществляется отшнуровка части плазмалеммы эндоцитоз) с регенерацией мембранных пузырьков (Р. И. Глебов, 1987). [c.98]

Нейромедиаторы выделяются квантами по нескольку тысяч молекул. Нервный импульс не изменяет величины квантов медиатора, но повышает частоту их выделения. Когда возбуждающий потенциал приходит в нфвное окончание, за одну миллисекунду в синапс изливается содержимое 200—400 везикул. Следовательно, при возбуждении частота миниатюрных потенциалов возрастает в 200—400 тыс. раз. В тысячи раз большее число молекул нейромедиатора достигает постсинаптической мембраны. Все (или почти все) рецепторы переходят в активированное состояние. Открывается большое число каналов входа Ма+ и Са +, в результате чего на постсинаптической мембране возникает (а затем распространяется по всей плазматической мембране клетки) потенциал действия. Так химическим путем осуществляется передача электрического заряда с нервной клетки на иннервируемую. Решающее значение в том, как и в других секреторных про- [c.104]

Во-первых, это Са -зависимая АТРаза мемфаны клетки, или так называемый Са -насос. Молекула кальциевого насоса представляет собой фермент — АТРазу, встроенную в плазматическую мем ану. Молекула Са -АТРазы способна связывать ионы Са , присутствующие в миоплазме даже в очень низких концентрациях (порядка 10 М), после чего она осуществляет перенос этих связанных ионов против высокого концентрационного градиента ионов Са , т.е. из миоплазмы в н ужную среду, используя для этого энергию АТР. Мономер Са -АТРазы, выделенный из мембраны кардиомиоцитов, имеет мол.массу около 138 ООО. Аналогичная по функции Са +-АТРаза, удаляющая ионы Са из миоплазмы, имеется и в составе мембраны саркоплазматического ретикулума (СР) мышечных клеток (рис. 82, а). Молекулы Са -АТРазы, встроенные в мембрану СР, способны закачивать внутрь цистерн СР больщие количества ионов Са " " против высокого градиента концентрации даже тогда, когда уровень ионов Са в цитозоле невелик. [c.143]

Используя лиганды, меченные радиоактивными атомами, флуоресцентными красителями или электр оно плотными частицами (типа коллоидного золота), можно изучать распределение рецепторов на поверхности клетки. Было показано, что число рецепторов для конкретного лиганда может варьировать в пределах от 500 до более чем 100000 на клетку и что они либо располагаются на мембране случайным образом, либо софедоточены в определенных ее участках. Подобно другим мембранным белкам, рецепторы клеточной повфхности с трудом поддаются выделению в чистом виде и изучению, особенно в связи с тем, что они составляют менее 0,1% общей массы белка плазматической мембраны. Методы клонирования последовательностей ДНК, кодирующих поверхностные рецепторы, и здесь позволили преодолеть многие трудности и в корне изменили наши представления о структуре и функциях рецепторов. [c.353]

Фотодинамические эффекты наблюдаются и при облучении биологических систем видимым светом без добавленных сенсибилизаторов. Недавно такой эффект подробно исследован на дрожжевых клетках. На основании изучения спектра действия фотоинактивации клеток, обнаружившего близкое сходство со спектром поглощения порфирина, выделенного из плазматических мембран дрожжей, сделано заключение, что этот пигмент выполняет роль эндогенного фотосенсибилизатора. Показано также, что основным инициатором фотодеструктивных реакций, приводящих к нарушению барьерной функции плазматических мембран, является фотогенерируемый порфирином. Как установлено в экспериментах с изолированными плазматическими мембранами, фотосенсибилизированное изменение их проницаемости обусловлено главным образом процессом перекисного фотоокисления липидов. На основании зарегистрированного методом ЭПР ограничения подвижности спинового зонда (5-доксилпальмитат) сделан вывод о том, что перекисное фотоокисление липидов сопровождается увеличением вязкости мембраны. [c.456]

Мембраны вторичных лизосом гетерофагического типа берут свое начало от плазматических мембран, а мембраны вторичных лизосом аутофагического типа могут происходить и от мембран эндоплазматического ретикулума, и от плазмалеммы, и от мембран комплекса Гольджи и первичных лизосом, и, наконец, от наружной ядерной мембраны. Следовательно, в зависимости от источника мембраны вторичных лизосом по своему составу могут приближаться к любому из перечисленных видов мембран. Картина значительно усложняется, если принять во внимание постоянное слияние и деление различных компонентов лизосомального аппарата клетки. Таким образом, при анализе химического состава мембран лизосом необходимо учитывать характер популяции выделенных структур, т. е. количественное соотношение первичных и вторичных лизосом. [c.18]

Концентрация рецепторов в клетке крайне низка. Обычно она составляет (0,Д—0,5) 10 i2 молей на 1 мг белка. В клетках крови число -адренергических рецепторов порядка 1000 молекул на клетку. Для получения мембранного рецептора в гомогенном виде необходима очистка в 200—500 тысяч раз. Выделение рецепторов затруднено также тем, что после разрушения клеток, выделения и очистки субклеточных структур рецепторы, локализованные в этих структурах, нельзя тестировать по их биологическим эффектам, так как в большинстве случаев биологический эффект опосредуется согласованной работой многих структур, а подчас и вовсе требует целостности клетки или даже определенного многоклеточного ансамбля. Так, например, после получения очишенной фракции плазматических мембран а-адренергические рецепторы не удается тестировать по повышению проницаемости этих мембран для Са +, так как такие мембраны обычно становятся свободно проницаемыми для всех ионов. Тестировать -адренергические рецепторы по ускорению липолиза нельзя после разрушения жировой ткани ц. выделения мембран. Однако эти мембраны содержат аденилатциклазу, акти--вация которой является первым этапом в процессах ускорения липолиза -адренергическими агонистами. Тестируя - рецепторы по активации аденилатциклазы, можно выделить и очистить плазматическую мембрану, в которой локализованы и -рецепторы и аденилатцик--лаза. Следующим этапом должна быть солюбилизация мембраны детергентами или органйческими раствори- телями, так как практически вс мембранные рецепто- ры — интегральные белки мембраны. После солюбилизации аденилатциклаза сохраняет свою активность, [c.131]

Хотя больщинство авторов, исследовавщих механизм действия гормонов (в частности, гиббереллина) в алейроновой системе, связывают их действие с синтезом РНК и белка, теперь известно, что ГАз повышает активность а-амилазы в клетках алейронового слоя ячменя раньше, чем начинается активация синтеза РНК. Поэтому можно думать, что сначала в клетках алейронового слоя происходит высвобождение уже синтезированного фермента, и только после этого становится важной стимуляция ГАз синтеза -а-амилазы. И действительно, в настоящее время многие считают, что в первую очередь гиббереллины в алейроновой системе из ячменя влияют на различные уже существующие в клетках мембраны. Влияние гиббереллина на мембраны клеток алейронового слоя состоит из 1) активации синтеза мембран (особенно гранулярного эИдоплазматического ретикулума), 2) стимуляции образования из эидоплазматического ретикулума микротелец и пузырьков, содержащих гидролитические ферменты и 3) стимуляции выделения а-амилазы через плазматическую мембрану. [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология