Биомембраны свойства

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]

Свойство Биомембраны Бислойные липидные мембраны [c.17]

При обсуждении возможных путей реализации повреждающего действия перекисного фотоокисления липидов на биомембраны выдвигают предположение о существовании двух различных механизмов. Один из них заключается, вероятно, в нарушении свойств самой липидной зоны мембраны. В пользу этого свидетельствует тот факт, что возрастание ионной проницаемости наблюдается на искусственных липидных мембранах при протекании в них перекисного фотоокисления липидов. Второй механизм, видимо, связан с разрушением белковых 8П-групп, необходимых для сохранения барьерных свойств мембран. Косвенно на это указывают данные о более высоком квантовом выходе разрушения тиолов мембран (0,18) по сравнению с таковым в случае УФ-облучения тиолов белков в растворе (0,03). [c.453]

На рис. 43 представлены данные, характеризующие зависимость функциональных свойств мембранной АХЭ от дозы облучения для интактных и обработанных фосфолипазой В эритроцитарных мембран. Полученные результаты свидетельствуют о том, что УФ-чувствительность мембраносвязанной ацетилхолинэстеразы существенным образом зависит от структурного состояния фосфолипидных компонентов биомембраны. [c.162]

Исследователи из Калифорнийского университета наблюдали фотоиндуцированный перенос элекфонов от проводящего полимера к бакиболу Сбо - этот кластер способен быть акцептором шести элекфонов. А исследователи из Рокфеллеровского университета экспериментально показали ", что встроенные в биомембраны бакиболы С70 могут транспортировать электроны через липидный бислой. При освещении связанных с мембраной донорных молекул элекфоны переходят на углеродные кластеры. Пока не выяснено, идет ли затем диффузия бакиболов внутри мембраны или электроны последовательно перескакивают с одного кластера на другой. Эти свойства бакиболов (а возможно и углеродных нанометрических трубок) можно использовать в оптико-молекулярной электронике -светочувствительных диодах, солнечных батареях и т.п. [c.155]

Предприняты попытки встраивания молекул пигмента в искусственные системы и повыщения эффективности их использования. В частности, растущие бактерии Н. каЬЫит переносят в мелкие водоемы с высокой концентрацией КаС1 и других минеральных солей, в которых исключается загрязнение. У некоторых щтаммов половина клеточной мембраны покрыта пурпурным пигментом, и из 10 л бактериальной культуры можно получить 0,5 г пурпурных мембран. В таких биомембранах содержится до 100000 молекул родопсина. Биомембраны фиксируют на особой подложке, которая должна обладать всеми свойствами, необходимыми для обеспечения тока протонов, а не других ионов. В частности, для этих целей вполне пригодны пористые подложки, пропитанные липидами, которые, сливаясь с мембраной, сплощным слоем покрывают поверхность фильтра. Мембранные фрагменты можно смещивать и с акриламидом с образованием геля. Вместо создания плотных слоев молекул бактериородопсин и липиды могут создавать протеолипосомы, которые встраивают в структуры, обеспечивающие эффективное перекачивание протонов. [c.27]

Белки обладают явно выраженными гидрофильными свойствами. Растворы белков имеют очень низкое осмотическое давление, высокую вязкость и незначительную способность к диффузии. Белки способны к набуханию в очень больших пределах. С коллоидным состоянием белков связан ряд характерных свойств, в частности явление светорассеяния, лежащее в основе количественного определения белков методом нефелометрии. Этот эффект используется, кроме того, в современных методах микроскопии биологических объектов. Молекулы белка не способны проникать через полупроницаемые искусственные мембраны (целлофан, пергамент, коллодий), а также биомембраны растительных и животных тканей, хотя при органических поражениях, например, почек капсула почечного клубочка (Шумлянского-Боумена) становится проницаемой для альбуминов сыворотки крови и последние появляются в моче. [c.44]

За прошедшие годы возросло понимание уникальности свойств соединений фтора и появились новые направления их использования [1-8]. Однако из-за того что во многих случаях значительно увеличивается биологическая активность уже существующего препарата, возникает вопрос о необходимости широких и обстоятельных исследований в области гетероциклических соединений [9, 10]. Фторорганические соединения, в результате эффекта маскировки ошибочно включенные организмом в обменные процессы, во многих случаях проявляют биологическую активность, заключающуюся в торможении различных стадий метаболизма. Например, укажем на высокую фармакологическую активность фторсодержащих стероидов (противовоспалительное действие) и 5-фторурацила (канцеролитическое действие). Причиной такой активности можно считать совместное действие эффекта маскировки и блокировочного эффекта. Введение трифторметильной группы сообщает молекуле липофиль-ность. Этот эффект способствует усвоению биологически активных веществ организмом и ускоряет их миграцию через биомембраны. Причем в ряде случаев введение перфторалкильных групп приводит наряду с усилением фармакологического действия к подавлению побочных эффектов. По этим причинам в последнее время соединения, содержащие перфторалкильные группы, приобретают широкое распространение в качестве лекарственных препаратов и пестицидов [11, 12]. [c.5]

Биомембрана — это совокупность липопротеидных мицелл, способных выполнять разнообразные физико-химические функции. Сейчас установлено, что близкие по своей морфологии биомембраны клетки содержат богатый набор мицелл, существенно отличающихся по составу, строению и свойствам. Это делает невозможным использовать для моделирования свойств биомембран однотипно построенные системы, но заставляет изучать отдельно липид-липидные, липид-белковые и межбелковые взаимодействия в монослоях и мицеллах различного химического состава и строения. [c.283]

Моделирование свойств белкового слоя липопротеидной мицеллы является неизмеримо более трудной задачей, чем моделирование липидных областей биомембраны. Это объясняется тем, что белковый слой любой биомембраны резко неоднороден по составу. Он содержит разнообразные структурные и функциональные белки, изменение природы или даже перестановка которых существенно изменяют свойства мембраны. Поэтому изучаемые обычно однокомпонентные системы никогда не являются адекватными аналогами биомембран, несмотря на кажущуюся близость их структур. Строго говоря, все применяемые сейчас [c.284]

Разработанная нами иа основе концепции ССИВС зонно-блочная модель структуры биомембран является попыткой подойти к решению проблем мембрапологии с общетеоретических позиций, рассматривая биомембраны как частный случай надмолекулярных биоструктур. Так же, как и в предыдущей главе нашей монографии, мы попытается обосновать наши представления, исходя из эволюционного структурно-функционального подхода. В применении к биомембранам это означает, что данные структуры являются следующим этапом развития ЭДОКС, т. е. обладающих элементами симметрии функционально активных дуплицированных структур, возникших в результате рекомбинации и отбора элементов нижележащих уровней. Эти элементы, достигнув пределов своего развития, вступили в формирование следующего уровня организации как целостные образования. В силу своего происхождения, биомембраны, в пашем представлении, должны иметь такую организацию, которая обеспечивала бы их существование как единого пространственно-энергетического континуума. В этом отношении наш подход принципиально отличается от существующих попыток моделирования свойств реальных мембран только на основе каких-то отдельных ее элементов, в частности, фосфолипидов. Это равносильно тому, как если бы мы, разобрав часы и найдя в них различные детали, пытались бы изучать их свойства вне часов, в надежде понять, как работают часы (в этом смысле мы следуем аналогии, развитой Э. Шредингером [16]). Для понимания работы часов вовсе не нужно эти детали концентрировать, растягивать, сплющивать и т. д.—для этого достаточно знать назначение часов и основные системообразующие свойства деталей, проанализировать, как они могут взаимодействовать друг с другом (а не со средой) и осуществить их последовательную сборку в соответствии с принципами дополнительности свойств. Наша задача в процессе построения модели биомембран аналогична сборке часов она сводится к анализу системообразующих свойств компонентов и к попытке [c.145]

Биологические мембраны способны преобразовывать энергию в форму, необходимую клетке для осуществления метаболизма, механической работы, осмотических функций, выработки тепла для терморегуляции и ряда других энергетических процессов. Биомембраны, обладающие такими свойствами, называются энергопреобразующими. Они способны превращать химическую энергию или энергию квантов света в электрическую через формирование разности потенциалов (ДЧ ) и энергию разности концентрации веществ, содержащихся в разделенных мембраной растворах. К энергопреобразующим мембранам относятся следующие структуры клеток гетеротрофных животных внутренняя мембрана митохондрий, внутренняя (цитоплазматическая) мембрана бактерий, внешняя мембрана клеток эукариот, а также мембраны аутотрофов, способные преобразовывать энергию света, — мембрана бактериальных хроматофоров, тилакоидов хлоропластов и цианобактерий, вакуолярная мембрана (тонопласт) растений и грибов. [c.118]

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]

Витамин Е является универсальным протектором клеточных мембран от окислительного повреждения. Он занимает такое положение в мембране, которое препятствует контакту кислорода с ненасыщенными липидами мембран (образование гидрофобных комплексов). Это защищает биомембраны от их перекиснои деструкции. Антиоксидантные свойства токоферола обусловлены также способностью подвижного гидроксила хроманового ядра его молекулы непосредственно взаимодействовать со свободными радикалами кислорода (О,, НО, НО,), свободнь ми радикала ми ненасыщенных жирных кислот (КО. ЯО,) и перекисями жирных кислот. Мембраностабилизируюшее действие витамина проявляется и в его свойстве предохранять от окисления 5Н-фуп пы мембранных белков. Его антиоксидантное действие заключается также в способности защищать от окисления двойные связи молекулах каротина и витамина А. Витамин Е (совместно с ас-корбатом) способствует включению селена в состав активного центра глутатионпероксидазы, тем самым он активизирует ферментативную антиоксидантную защиту (глутатионпероксидаза обезвреживает гидропероксиды липидов). [c.68]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология