Липиды конформации

В некоторых случаях измерение биологической активности может служить полезным средством оценки влияния липидов на конформацию белков (ферментов, гормональных рецепторов). В этой области проведены многочисленные работы, показавшие, что некоторые ферменты мембран обладают специфичностью по отношению к некоторым классам фосфолипидов и физическое состояние липидов (фаза геля или жидкого кристалла) влияет на активность ферментов [42, 91]. Специфичность ферментов мембран по отношению к некоторым фосфолипидам касается только полярной части (табл. 7.8). [c.314]

Главная трудность при построении молекулярной теории "мембранного транспорта и рецепции состоит в анализе динамического взаимодействия белков и липидов. Мембранные рецепторы— по-видимому, белки (родопсин в фоторецепторах),— связавшись с лигандом, меняют свою конформацию, что приводит к изменению глубины погружения и подвижности белков в липидном море . Причина кооперативности может лежать во взаимодействии плавающих белков при их столкновениях. Динамическая мозаичная модель может послужить основой молекулярной физики мембран. [c.340]

В гл. 3 уже упоминалось, что средства, используемые для местной анестезии, увеличивают текучесть липидной мембраны. Этот процесс сопровождается латеральным расширением мембраны, что, возможно, приводит к изменению ионных каналов с последующим блокированием нервного импульса. Местные анестетики селективно снижают натриевую проводимость ыа и влияют на воротной механизм. Известно несколько гипотез, объясняющих их действие [25, 26]. Латеральное расширение может непосредственно изменить структуру натриевого канала. Однако эти же изменения могут быть обусловлены увеличением текучести мембраны функциональная конформация ионных каналов стабилизируется жидкокристаллической средой липида, состояние которой может измениться под действием препарата. [c.154]

Метод получил широкое распространение в молекулярной биологии и медицине. Применение метода к исследованию мембран позволило получить важную информацию о подвижности липидов в составе мембран. Однако, когда метод применяется к исследованию конформаций биологических макромолекул, результаты в подавляющем большинстве носят сугубо качественный характер, а в тех случаях, когда используются модели, дающие количественные результаты, нет единого подхода у различных авторов даже при исследовании одних и тех же объектов. Такая ситуация не может считаться удовлетворительной и, на наш взгляд, требует анализа. [c.223]

Способность липидов самопроизвольно образовывать мономолекулярные (и бимолекулярные в ряде случаев) пленки и взаимодействовать с белком делает их универсальным материалом для сборки мембран из полипеп-тидных цепочек. Считается, что при взаимодействии липидов с белковыми молекулами последние приобретают конформацию, необходимую для проявления высокой активности мембран в осуществлении различных функций (в первую очередь, ферментативной). [c.75]

Многие ферменты (протеины-катализаторы) нормально функционируют только в присутствии липидов [6]. Это подтверждается деактивацией и активацией удаления и замещения фосфолипидов. Взаимодействия протеинов с липидами охватывает область от ковалентных связей до ионных и гидрофобных взаимодействий. Можно предположить, что растворимость влияет на стабильность некоторых конформаций, которые, в свою очередь, обусловливают повышенную активность ферментов. [c.327]

Браун и Нетши [14] использовали изложенные выше представления для изучения белков мембран и липо-протеидов. Определения они проводили в 8 М растворе мочевины и пришли к выводу, что в обычных растворах эти молекулы вытянуты и сильно сольватированы. Влияние липида ца агрегацию белка или на его конформацию в 8 М растворе мочевины не было обнаружено. [c.142]

Неомыляемые липиды. — При омылении ткани мозга жиры, белки, фосфолипиды и сложные липиды в значительной степени превращаются в водорастворимые, но нерастворимые в эфире вещества. Экстракция эфиром щелочной смеси, образующейся в результате омыления, дает неомыляемую липидную фракцию, содержащую холестерин (строение и конформацию — см. том I 5.12) и небольшое количество сопутствующих стероидов. Холестерин образуется при омылении всех тканей тела, включая и кровь, в 100 которой обычно содержится около 200 м.г холестерина. Около 27% холестерина в крови находится в свободном состоянии, остальное количество этерифици-ровано жирными кислотами ie и ie. Общее количество холестерина, содержащегося в организме человека весом 65 кг, составляет около 250 г. Он образуется в организме в результате биосинтеза, а также (у плотоядных животных) постушает с пищей. [c.639]

Особенность Л.-их активация на пов-сти раздела фаз, образованных липидом и водой. Фермент очень медленно гидролизует эфиры глицерина и карбоновых к-т с короткой углеводородной цепью, находящиеся в истинных р-рах. Однако при увеличении концентрации эфира выше критич, концентрации мицеллообразования скорость гидролиза резко возрастает. Предполагают, что Л. имеют специфич, участок, ответственный за активацию пов-стью , а сама активация обусловлена конформац. изменениями молекулы фермента. Оптим, каталитич. активность Л. проявляется при pH 8-9, Однако нек-рые Л, растений и микроорганизмов активны в слабокислой среде (pH 4-6), [c.596]

В случае липидов большой вклад в подвижность дают внутримол. движения углеводородных цепей. Они происходят путем гош-транс-поворспов (см. Конформационный анализ) смежных звеньев углеводородной цепи вокруг связи С—С. Благодаря высокой конформац. подвижности цепей в них постоянно возникают изгибы и изломы, что приводит к нарушению регулярного расположения липидных молекул в бислое и к появлению в нем дефектов упаковки, называемых кинки и джогги . [c.30]

Комплексообразование может также включать ионы, а не белки или липиды, но в этом случае отсутствие комплекса может быть источником проблем, поскольку многие белковые определяемые вещества содержат центры связывания двухвалентных катионов, и антитела, вьфащенные иа эти белки in vivo, могут распознавать конфигурацию, удерживаемую катионным комплексом (главным образом, Са + или Mg +) таким образом, в отсутствие этих катионов конформация может измениться, так что распознавание с антителом становится неэффективным и анализ терпит неудачу. [c.602]

Компоненты сложных липидов соединяются друг с другом самыми разными путями некоторые из них показаны на рис. 2-31 и 2-32. В роли центрального звена нередко выступает глицерин, который, в частности, посредством сложноэфирных связей может быть связан с тремя жирными кислотами, образуя триглицериды (обычные жиры, присутствующие в жировых тканях и входящие в состав растительных масел). Углеводородные цепи жирных кислот стремятся находиться в вытянутой конформации, однако присутствие двойных связей вызывает изломы и изгибы в их структуре. Фосфатиды (табл. 2-8) представляют собой производные 5л-глпцеро-3-фосфата (Ь-а-глицерофосфата) их ти- [c.148]

Хотя повышение pH и ионной силы или присутствие липидов способствует агрегации всех глиадинов [10], образование фибрилл наблюдалось только у некоторых а-глиадинов. Ввиду этого возможно, что образование фибрилл вовлекает вторичные специфические взаимодействия, зависящие от конформации основных единиц [114]. Структура других глиадинов может препятствовать образованию фибрилл этого типа. К тому же иммунохими-ческое исследование глиадинов [28] показывает, что а-, р-, у- и ы-глиадины состоят из иммунологически различных белков, т. е. различных по своей третичной структуре. Различие антигенных структур недавно подтверждено методом ELISA [179]. Обнаружены различия в N-концевых последовательностях. Изучение структуры глиадинов с помощью трансмиссионной и сканирующей электронной микроскопии обнаруживает в них не определенную структуру, а аморфную совокупность [55, 142]. [c.198]

Активность ферментов мембран, как и других ферментов, ре гулируется путем изменения их конформации в результате непо средственного взаимодействия с эффекторами. Кроме того, актив ность ферментов в мембранах может регулироваться путем взаимо действий, в которых участвуют мембранные липиды. Таким обра зом достигается очень тонкое регулирование активности ферментов, [c.108]

Исследования методами спектроскопии ЯМР и позволили выявить четкие различия в конформации и подвижности полярных головок в процессе фазового перехода липидов (см. библиографию в работе [14]). Особый интерес представляет изучение фосфолипидов с отрицательно заряженной головкой (например, фосфатидилсерин, фосфатидная кислота, фосфатидилглицерин, дифосфатидилглицерин или фосфатидилинозит), поскольку было по- азано [15], что в таких системах изотермические фазовые пере- оды могут происходить при изменении pH и ионной силы среды изменения, несомненно, имеют физиологическое значение [c.115]

Синтезирован ряд спин-меченных фосфолипидов (4) с нитроксидной группировкой в различных положениях одной из алкильных цепей фосфатидилхолина. Введение таких спин-меченных молекул в бислои позволяет следить за поведением различных областей этих бислоев с помощью ЭПР. Этот метод позволяет различать два других типа движения молекул помимо быстрого вращения вокруг продольной оси [17]. Во-первых, вся молекула липида прецессирует вокруг перпендикуляра к поверхности бислоя как жесткий стержень с точкой заякоривания на этой поверхности. Амплитуда такого движения зависит от того, в каком состояния (гелеобразном или жидкокристаллическом) находится липид, из которого состоит слой, а также от наличия других мембранных компонентов так, например, наличие холестерина снижает амплитуду прецессионного движения [11]. Во-вторых, наблюдается движение сегментов жирнокислотных цепей вокруг углерод-углерод-ных простых связей за счет быстрых переходов между гош- и транс-конформациями такое движение может накапливаться вдоль цепи, т. е. терминальная метильная группа в центре бислоя может быть более подвижна, чем метиленовые группы, примыкающие к [c.116]

Установлено, что многие лекарственные вещества влияют на конформации мембран и мембранных липидов. Шанжё и соавторы рассматривали мембрану как упорядоченную кооперативную систему, построенную из взаимодействующих субъединиц. В этих работах триггерные свойства мембраны трактуются на основе теории, аналогичной теории косвенной кооперативности ферментов, развитой Моно, Уайменом и Шанжё (см. 6.7). Каждая субъединица имеет рецепторный центр для данного специфического лиганда, сродство к которому меняется при изменении ее конформации. В упорядоченной решетке мембраны субъединицы (протомеры) взаимодействуют со своими соседями, чем и определяются кооперативные свойства. В зависимости от активности лиганда и энергии взаимодействия протомеров ответ мембраны на присоединение лиганда может быть постепенным или S-образным, становясь в пределе переходом все или ничего — фазовым переходом. Формальная модель описывает действие колицинов, дает качественное объяснение ряду фактов, в частности, тому, что различные родственные лекарственные вещества вызывают различные максимальные ответы мембраны. Первичное действие многих лекарств локализовано в мембранах и имеет кооперативный характер. Многие лекарства действуют в очень малых концентрациях (вплоть до 10 М) и обладают высокой специфичностью. Воздействие лекарства иа мембранный рецептор определяется молекулярным узнаванием, но о природе этих рецепторов мы еще мало знаем (см. 11.7). [c.340]

Природные ингибиторы липаз в настоящее время выделены из растений. По своей химической природе они являются белками или липидами и обладают высокой активностью в отношении липазы, выделенной из поджелудочной железы. Имеются сведения, что липиды являются аллостерическими эффекторами и определяют конформаци-онное состояние ферментов [82]. [c.214]

Несмотря на кажущуюся простоту, очевидно, что бакгериородопси-новая протонная помпа представляет собой сложную систему. Прежде всего путь, который должен пройти Н"", чтобы пересечь мембрану, составляет не менее 5 нм, т.е. значительно превышает расстояние, на которое он может быть перенесен при любом кон-формационном изменении ретиналя. Это означает, что поглощение кванта света должно приводить к возникновению напряженной конформации всего бактериородопсинового комплекса, служащей в дальнейшем источником энергии для переноса Н+ против электрохимического градиента. В организации такого переноса принимают участие ориентированные поперек мембраны а-спи-ральные тяжи и мембранные липиды, формирующие протонные каналы, природа и механизм действия которых пока не известны. [c.422]

Большое число работ посвящено изучению взаимодействия мелиттина с природными и искусственными мембранами и выяснению конформации токсина, связанного с липидами. Обнаружено, в частности, что мелиттин индуцирует в бислоях ионную проводимость. Характер зависимости этой проводимости от приложенного к мембране потенциала позволил высказать предположение [c.279]

В случае липидов с небольшим размером полярной головки жирнокислотные цепи могут иметь иную конформацию. Так, например, в молекуле димиристоилфосфатяцовой кислоты остаток глицерина ориентирован параллельно поверхности раздела, причем 5п-2-цепь является прямой, а изгибу у второго углеродного атома подвергается цепь 5п-1 (рис. 274). [c.538]

Трехслойная структура наблюдалась на фиксированных срезах многих биологических мембран. Основываясь на этом морфологическом сходстве, Дж. Д. Робертсон в 1959 г. предположил, что все клеточные мембраны — как плазматические, так и внутриклеточные — построены по единому принципу, и высказал концепцию унитарной (или единообразной) мембраны. В целом модель, предложенная Дж. Д. Робертсоном в 1960 г. (рис. 314), во многом сходна с классической моделью Дж. Даниелли основу мембраны составляет липидный бислой, а ее нелипидные компоненты (прежде всего бе.юк) в полностью развернутой конформации лежат на поверхности бислоя, связываясь с липидами электростатически и за счет гидрофобных взаимодействий. Однако в модели Робертсона нашла отражение еще одна важная структурная особенность мембраны — ее асимметрия. [c.582]

Представляется возможным включать полимерные цепи в состав различных жидкокристаллических систем, задавая тем самым их конформацию. Например, если взять слоистую структуру липид + вода и ввести в слой воды гидрофильный полимер, то получится структура, показанная на рис. 5.3. Если в этой смеси возможно существование трехкомпонентной системы, то после сшивки полимерных цепей и удаления липида с помощью соответствующих растворителей получится гель с весьма необычными свойствами, обладающий высокой степенью анизотропии [8]. [c.145]

В результате воздействия тех же сил, которые стабилизируют структуру глобулярных белков, фосфолипиды в водных растворах самопроизвольно формируют бислои и липосомы. Вспомним, что в воде полипептидная цепь принимает такую конформацию, при которой гидрофобные R-группы аминокислотньк остатков расположены внутри глобулы и тем самым защищены от контактов с водой, тогда как гидрофильные полярные R-группы торчат наружу, контактируя с водной средой. Совершенно то же самое происходит и с полярными липидами они способны к самосборке в структуры, в которьк неполярные углеводородные цепи спрятаны, а полярные группы обращены к воде. Сами по себе трнацилглицеролы не могут формировать мицеллы, поскольку они не имеют полярньк голов однако в смеси с фосфоглицеридами они образуют мелкодисперсные эмульсии, в капельках которьк молекулы фосфоглицеридов располагаются на поверхности, а три-ацилглицеролы-внутри. Подобное строение имеют жировые капельки в клетках (рис. 12-5), а также хиломикроны. [c.342]

Митохондриальные фосфолипиды характеризуются особенно высокой степенью ненасыщенности в сердечной мышце на каждый атом фосфоли-нидного фосфора приходится в среднем 3,2 двойной связи. Эта ненасыщен-ность, видимо, имеет определенное функциональное значение, так как каталитическая активность любого из четырех комплексов при экстракции липидов жировыми растворителями резко снижается, а при добавлении ненасыщенных фосфолипидов (например, липидов из митохондрий, лецитина из яиц, мяса и сои или же синтетического о леи л лецитина) снова восстанавливается. При этом чем больше степень ненасыщенности добавляемых липидов, тем резче выражен их активирующий эффект. Роль фосфолипидов, по-видимому, двояка 1) они стабилизируют активные конформации белков дыхательной цепи, как каждого в отдельности, так и их комплексов, и 2) они способствуют взаимодействию активных белков с другими важнейшими компонентами — коферментом Q, факторами, необходимыми для окислительного фосфорилирования, а также со структурными белками. [c.392]

За счет взаимодействия с липидами может возникать определенная конформация белковых молекул, обеспечивающая оптимальное проявление фер1иентативных и дру- [c.94]

Стратегия размещения твердых отходов значительно различается в разных странах. В Великобритании наиболее распространенным способом является помещение отходов в конце рабочего дня в специальный отсек. Аналогия между захоронением отходов в отсеках и использованием обычных ферментеров не очевидна. Поведение отходов на свалке носит гораздо более сложный характер, так как все время происходит наслаивание нового материала через неравные промежутки времени [244]. Следовательно, этот процесс подвержен действию градиентов температуры, концентрации газа, жидкости, редокс-потенциала (ЕН), pH, ферментной активности и потоков жидкости. Более сложные факторы — это молекулярные свойства отходов, такие как водорастворимость, коэффициент распределения вода/липиды, летучесть, размер молекул, их заряд, конформация и функциональные группы, способность сорбировать микроорганизмы, межвидовое взаимодействие различных микроорганизмов, диффузия через границу раздела окисленной и неокислен-ной фаз, перекрывание экологических ниш и ареалов различие [c.146]

А. Однако площадь липидных молекул возрастает при наличии заряженных групп (20,6 — для стеариновой кислоты) и двойных связей (32 А — для олеиновой кислоты). Заметим, что площадь также увеличивается с повышением температуры и характерных температур перехода, поскольку происходит совместное плавление в результате образования цис-конформаций в полиметиленовых цепях. Благодаря своей амфифатнческой природе все биолипиды проявляют поверхностную активность, что позволяет им в присутствии избытка воды (более 15 молекул воды на одну молекулу липида) самопроизвольно образовывать бислои, которые могут принимать различные формы. [c.325]

Хотя в структуре. мембран ключевая роль принадлежит липидам, большую часть активных функций осуществляют, конечно, белки. Многие белки мембран (например, глюкозо-6-фос-фатазы) совершенно неактивны без липидного компонента это истинные липопротенды. Другие белки (например, ферменты, участвующие в переносе электронов) могут нуждаться в гидрофобном окружении для сохранения надлежащей конформации. Третьи (например, гексокиназа) связаны с мембраной главным образом в результате гидрофобных взаи.модействий с ее фосфолипидными компонентами. Функции этих разнообразных белков теоретически могли бы быть необычайно чувствительны к давлению по двум основ[гым причинам [c.328]

В четвертом издании сохранены методические принципы и классификация по структуре углеродного скелета. Внесены некоторые изменения в последовательность изложения так, в I части рассматриваются не только ациклические, но и алициклические углеводороды, а затем их производные. Целесообразность изучения особенностей образования карбоциклов, теории напряжения, конформаций циклогексанового кольца, геометрической изомерии замещенных циклов и т. п. до рассмотрения ангидридов дикарбо-новых кислот, циклических форм моносахаридов, а также циклических эфиров и амидов, соответственно, гидрокси- и аминокислот и т. п. очевидна , а свойства функциональных групп в ациклических и алициклическнх соединениях достаточно сходны. Во II части описаны ароматические карбоциклы (арены) и их производные. Это дает возможность более четко выделить особенности ароматической группировки бензольного кольца и ее влияния на связанные с ней функциональные группы. Амиды карбоновых кислот рассматриваются в гл. XII в сопоставлении с аминокислотами, пептидами, белками. После углеводов выделена самостоятельная гл. X — Терпены, каротиноиды и стероиды. В гл. VII раздел о жирах дополнен общими представлениями о липидах и, в частности, характеристикой фосфатидов. В книге расширены представления о способах разрыва ковалентных связей, о механизмах реакций замещения и присоединения. [c.4]

Элементарная мембрана построена по типу сэндвича (белок —липид— белок). Сердцевину мембраны составляет бимолекулярный липидный слой, в котором молекулы липидов ориентированы перпендикулярно поверхности мембраны. Полярные головки липидных молекул направлены наружу, в сторону водной фазы, а гидрофобные остатки жирных кислот, спиртов, альдегидов обращены внутрь бимолекулярного слоя. Липидный слой с обеих сторон прикрыт непрерывными мономоле-кулярньши слоями белков (в меньшей степени, полисахаридов). Белки, входящие в состав мембраны, находятся в растянутой по поверхности липида форме и имеют р-конформацию. Белок по обеим сторонам мембраны может быть не одинаков, что определяет ее асимметричность. Мембрана стабилизирована за счет взаимодействия ионных групп липидов и белка. [c.375]

Сторонниками концепции субъединиц выдвинут ряд гипотез строения мембран. По мнению Бенсона мембрана построена из однородной липо-протеидной массы [317]. Так, в мембране хлоропласта внутренняя часть образована гидрофобными группами белка, имеющими а-спиральную конформацию, гидрофильные группы белка ориентированы на поверхности белковой молекулы. Липиды образуют несплошной бимолекулярный слой, прерываемый участками белка (рис. 26). Гидрофобные части молекул липидов расположены в белке, а полярные головки обращены в водную фазу. [c.376]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология