Липиды солюбилизация

Рис. 6-18. Солюбилизация мембранных белков с помощью детергента. Детергент разрушает липидный бислой, в результате чего белки оказываются в растворе в виде комплексов с молекулами липидов и детергента Фосфолипиды мембран также солюбилизируются с помощью детергента.

Существенна роль солюбилизации в живых организмах — в процессах миграции и усвоения различных олеофильных веществ, например жиров, лекарственных средств, при взаимодействии белков с липидами. Функцию солюбилизаторов в этом случае выполняют соли желчных кислот (холевой кислоты и ее производных). Солюбилизация в растворах солей желчных кислот жиров (и других олеофильных веществ) является одной из ступеней сложного процесса их ассимиляции организмом. [c.87]

Значение мицеллярных растворов ПАВ для биологических систем и практики определяется главным образом способностью мицелл солюбилизировать различные вещества. Кроме того, в настоящее время мицеллы рассматривают как модели биологических мембран благодаря сходству некоторых свойств структуры мембран и мицелл. Мицеллы солей желчных кислот играют важную роль в транспорте и адсорбции липидов, являются солюбилизаторами холестерина, обеспечивают вывод лекарств из организма. Примеры практического применения мицелл ПАВ многообразны. Мицеллярные системы обладают сильным моющим действием. При сухой химической чистке происходит солюбилизация обратными мицеллами полярных загрязнений с тканей прямыми мицеллами солюбилизируются жирные углеводородные загрязнения, на чем основано моющее действие ПАВ. [c.445]

Рпс. 3.11. Солюбилизация мембраны неионным детергентом тритоном Х-100. Детергент размещается на гидрофобном участке белка и замещает мембранные липиды. Если концентрация детергента ниже его ККМ, белок сам образует мицеллы или агрегаты, которые часто выпадают в осадок, [c.84]

Биохимические методы позволяют разделять, выделять и анализировать в чистом виде липидные и белковые компоненты, изучать их физико-химические свойства в свободном состоянии и в составе надмолекулярных комплексов в условиях воздействия различных внешних факторов (температуры, концентрации водородных ионов и др.), исследовать их время жизни , пути биосинтеза и распада этих компонентов. К ним относят методы выделения (недеструктивные и включаюп] ие разрушение клеток) разделения субклеточных фрагментов (хроматография, электрофорез, центрифугирование, иммуноаффинные методы) идентификации и оценки чистоты субклеточных фракций выделения органелл и мембранных систем экстракции липидов и разделения их по классам количественного определения фосфолипидов исследования трансмембранного распределения липидов солюбилизации мембранных белков, их реконструкции и определения функциональной активности реконструированных мембран, выделения и модификации мембранных белков. [c.202]

Фрагментирование клеточных мембран коллоидными поверхностно-активными веществами объясняется солюбилизацией липидов. С солюбилизацией, вероятно, связано усиление действия широко распространенных бактерицидных препаратов — фенола и его производных, ртутных соединений, сульфамидов и др. в присутствии некоторых анионактивных соединений. [c.156]

Детергенты — это группа амфифильных соединений, которые способны связываться с гидрофобными участками мембранных белков, контактирующими с липидной фазой мембран, тем самым разрушая ее структуру. В ходе солюбилизации мембран детергентами последние модифицируют бислой липидов, разрыхляя его, затем образуют смешанные (белок-липид-детергентные) мицеллы, а в конечном итоге — детергент-белковые и липид-детергентные мицеллы. Для сохранения мембранных белков в растворимом состоянии необходимо постоянное присутствие детергента. Его удаление приводит к агрегации и последующему осаждению молекул белка. [c.224]

Применение солюбилизации посредством солей. Перевод в растворимое состояние с помощью минеральных солей позволяет избегать окислений, наблюдаемых в щелочной среде, и поэтому этот способ необходимо применять в первую очередь к сырью, богатому полифенолами. Выход продукции может быть пониженным кроме того, разбавление, необходимое при осаждении, приводит к сильному уменьшению концентрации белков, что повышает капитальные затраты на такое производство. Получаемые продукты часто имеют специфические свойства и обычно бывают лучше очищены, особенно от липидов, что оправдывает применение подобных технологий. [c.472]

В 1971 г. Ф. Сенгер и Г. Николсон предложили жидкостно-мозаичную модель биомембран, согласно которой мембраны представляют собой жидкокристаллические структуры, в которых белки могут быть не только на поверхности мембран, но и пронизывать их насквозь. В этом случае основой мембраны является липидный бислой, в котором углеводородные цепи фосфолипидов находятся в жидкокристаллическом состоянии, и с этим бислоем связаны белки двух типов периферические и интегральнь1е. Первые - гидрофильные, связаны с мембранами водородными и ионными связями и могут быть легко отделены от липидов при промывании буфером, солевым раствором или при центрифугировании. Вторые белки - гидрофобные, находятся внутри мембраны и могут быть выделены только после разрушения липидного слоя детергентом (процесс солюбилизации мембран), например, додецилсульфатом натрия, ЭДТА, тритоном и др. Интегральные белки, как правило, амфипатические, т.е. своей гидрофобной частью они взаимодействуют с жирными кислотами, а гидрофильной частью - с клеточным содержимым. Интегральные белки часто являются гликопротеидами, которые синтезируются в аппарате Гольджи, глико-зилируются в мембране и содержат много гидрофобных АК и до 50% спиральных участков. Эти белки перемещаются внутри липидного бислоя со скоростью, сравнимой с перемещением в среде, имеющей вязкость жидкого масла ( море липидов с плавающими айсбергами белков ). [c.107]

В целом ряде случаев, например в системах типа липид—вода, распределение радикалов между гидрофильными и гидрофобными областями системы удобно описывать не с помощью величин Кр, а с помощью безразмерной величины, характеризующей степень солюбилизации радикала. Подобная величина [c.147]

Методы ЯМР и ЭПР, которые использовались для установления локализации субстратов в мицеллярных системах, использовали также в исследованиях механизма солюбилизации в липидных мицеллах и липид-белковых взаимодействий [76, 117—126]. [c.238]

Поскольку большинство детергентов используется в концентрациях, довольно сильно превосходящих ККМ, и поскольку действие детергентов обусловлено образованием смешанных мицелл с липидами или связыванием с белками, отношения детергент белок или детергент липид значительно важнее истинной концентрации детергента. Как правило, достаточный избыток детергента обеспечивается при соотношении 2—4 мг детергента к 1 мг белка. Например, если для солюбилизации мембран используется 2%-ный тритон Х-100, концентрация белка в пробе должна быть не больше 5—10 мг/мл. [c.154]

Основной проблемой очистки белков является подбор детергента и оптимальных условий солюбилизации их молекул. Детергент не должен нарушать высшие типы пространственной организации белков, а лишь замещать молекулы липидов, контактирующие с гидрофобными участками белковой глобулы. Критерий максимальной солюбилизации белка — переход его молекул в надосадочную жидкость после осаждения мембран. Причем важным требованием процедуры солюбилизации является сохранение функциональной активности биополимера и его стабилизация. Для этого в исследуемую систему добавляют экзогенные фосфолипиды, глицерин, ингибиторы протеаз. Следует отметить, что получаемые при очистке белок-детергентные комплексы могут содержать значительные количества связанных фосфолипидов, что необходимо учитывать при дальнейшем разделении и характеристике получаемого препарата белка. [c.224]

Действительно, если контролировать солюбилизацию мембранных фосфолипидов детергентами с помощью высокочувствительных методов, можно убедиться, что повышение концентрации детергента экстрагирует из нативной мембраны все имеющиеся там липиды с одинаковой скоростью, не различая прочно связанные (аннулярные) и свободные липиды (рис. 19). Более того, использование спин-меченых фосфолипидов в процессе реконструкции различных мембранных ферментов позволило измерить скорость обмена молекул фосфолипидов между аннулярным слоем и окружающими липидами. Для разных белков обнаруживается своя доля иммобилизованного липида. По вытеснению метки из аннулярного слоя при добавлении немеченого липида можно определить сродство каждого липида к поверхности белка. Характерно, что значения стехиометрии связывания белком пограничных липидов, измеренные этим методом и рассчитанные из геометрических размеров молекулы белка, практически совпадали. [c.43]

В табл. 5.1 приведены свойства некоторых детергентов, использующихся для солюбилизации антигенов. Подходящий детергент обычно удаляет липиды, связанные с гидрофобными доменами, не денатурируя при этом остальные участки белка [37]. Детергенты добавляют в соотношении 10 1 по весу белка. [c.184]

Детальному рассмотрению свойств биологических мембран посвящена гл. И. Здесь следует лишь подчеркнуть, что липиды образуют матрицу биологических мембран, а мембранные белки как бы закреплены в ней. Многие мембранные белки практически невозможно перевести в водный раствор без разрушения мембран. С целью солюбилизации мембранных белков широко используются детергенты (сурфактанты), особенно нейтральные, такие, как детергенты ряда тритона-Х. Считается, что детергенты этого типа включаются в состав мембранных бислоев, и после насыщения мембран детергентом образуются смешанные мицеллы, содержащие и детергент, и мембранные липиды, а белки переходят в раствор. [c.92]

Глюкозо-6-фосфатаза — интегральный белок микросомальных мембран, Активный центр фермента обращен внутрь везикул, поэтому для полного выявления его активности и изучения кинетических свойств необходима обработка мембранного препарата поверхностноактивными веществами — детергентами. Детергенты представляют собой специальную группу липидов, относящихся к классу растворимых амфифиль-ных соединений, т. е. соединений, имеющих в своей структуре как гидрофильные, так и гидрофобные участки. В зависимости от пространственной структуры, соотношения гидрофильной и гидрофобной зон, наличия заряженных групп детергенты обладают различным характером действия на биологические мембраны от мягкого, вызывающего лишь дезориентацию структурных компонентов мембран, до значительно выраженной их солюбилизации и растворения мембран. [c.370]

Для большей ясности приводится сравнительная классификация методов, применяемых для муки и концентратов. Будут последовательно рассмотрены технологии в отношении сырья, богатого маслом, а затем сырья, бедного или искусственно обедненного липидами. Кроме того, будут проведены различия в соответствии с методами солюбилизации (перевода в растворимое состояние) белков и методами их регенерации (рекуперации) из изолята (например, осаждение или ультрафильтрация). Наконец, будут описаны некоторые приемы экстрагирования клейковины. [c.454]

Гидрофобными растворителями и водой, близкий к единице (см. табл. III.1). и потому удобный для исследования их смесей с помощью наблюдения за перераспределением радикала между этими областями. Величины Н, Р являются интенсивностями компонент, соответствующих гидрофобному и полярному окружению радикала (см. рис. II 1.14, на котором приведен пример использования радикала AIII для исследования температурных изменений в системе липид—вода). Степень солюбилизации / равна единице, если весь радикал растворен в гидрофобной области системы, и равна нулю, если он полностью растворен в полярной области. [c.148]

Солюбилизация липидов совпадает с достижением величины ККЛ. Это тот уровень концентрации, при котором начинаются конформа— ционные изменения в мембране и образуются цилиндрические комплексы ДДС - белок после включения всех липидов в мицеллы /ШС. Эти комплексы могут также солюбилизовать холестерин - основной компонент, ответственный за целостность мембран. Выще КК/Ч фос- фолипиды отщепляются от белков мицеллами дезоксихолата, кото- [c.53]

В бислой определенного липидного состава [588, 589]. Широких систематических исследований по двухмерной кристаллизации мембранных белков до настоящего времени не проведено. Поэтому эмпирический подход все еще является основным. Однако результаты, полученные в ходе изучения нескольких мембранных белков, позволяют выделить ряд факторов, влияющих на формирование кристаллов. В общем случае кристаллизация реконструкцией является более многопараме-торным процессом, чем в случае кристаллизации без полной солюбилизации мембран. В зависимости от условий реконструкция белков в липид может приводить к образованию различных структур много- и однослойных протеолипосом, трубчатых структур, плоских мембран. Наиболее удобны для электронно-микроскопического изучения плоские мембраны. Необходимо также, чтобы реконструированный в такие мембраны белок имел "плотную упаковку". Для получения требуемых структур определяющими являются выбор липидов и детергента, концентрация белка и количественное соотношение липид/ белок. Так, при использовании "жидких" липидов варьирование этого соотношения может приводить к появлению всего спектра упомянутых выше структур. Для получения кристаллов обычно приходится проводить изучение влияния на характер упаковки белков в мембранах и таких параметров, как pH, ионная сила, наличие многовалентных ионов. В некоторых случаях необходимо также присутствие специфических лигандов, стабилизирующих белок в одном из конформационных состояний. Существенное влияние могут оказывать также температура и скорость процесса реконструкции, т.е. удаления детергента. [c.181]

Наибольщие успехи достигнуты в изучении природы опиоидных рецепторов. Они оказались тесно связанными с липидными компонентами мембран — попытки полного удаления липидов из препаратов рецепторов вели к инактивации. Тем не менее солюбилизация дигитонином позволрша вьщелить частицы с активностью ц- и 5-рецепторов и М = 600-875 кД аналогичным путем полученные препараты к-рецепторов имели М = 300-400 кД. В последующем из мембран, солюбилизированных ультразвуком и тритоном Х=100, удалось вьщелить аффинной хроматографией и изоэлектрофокусированием частицы с М 60 и 45 кД, причем первые обладали опиоид-связывающей активностью, которая приближалась к активности нативных [c.325]

Для изучения иммунологических реакций на молекулярном уровне необходимо создание модельных антигенных систем, в которых молекулы-мишени с известными химическими свойствами взаимодействуют с клетками иммунной системы. В случае антигенов клеточных поверхностей модельная система может включать вместо клеток искусственные носители — липосо-мы. Поскольку мембранные белки обычно нерастворимы в воде, с ними работают только в присутствии детергентов, которые способствуют солюбилизации белков, эффективно заменяя липидное окружение. В связи с тем что детергенты токсичны по отношению к живым клеткам, перед проведением опытов на клетках их необходимо удалять. После удаления детергентов в присутствии липидов могут формироваться искусственные мембраны. Когда мембранные белки включаются в образующиеся таким образом липидные пузырьки, они имитируют клеточные антигены и эффективно стимулируют иммунные реакции. [c.150]

Важно иметь в виду, что прогресс в биохимии зависит от разработки новых методов анализа, очистки и определения структуры. Например, в области биохимии липидов произошел настоящий переворот после введения в практику гяэо-жвдкостной и тонкослойной хроматографии. Анализ мембранных и многих других белков был крайне затруднен до тех пор, пока не появился метод электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия (ДСН-ПЭГ) применение додецилсульфата натрия приводит к солюбилизащш (растворению) ряда белков, которые ранее не удавалось перевести в растворимое состояние. После такой солюбилизации уже можно проводить электрофорез. Разработка методов клонирования и секвенирования (определения последовательности мономеров) ДНК произвела подлинную революцию в изучении нуклеиновых кислот и вообще в биологии. [c.16]

В качестве средств доставки лекарственных веществ используются три вида липосом многослойные везикулы (диаметр 0,2-10 мкм), большие однослойные везикулы (диаметр 0,05-0,2 мкм) и малые однослойные везикулы (диаметр 0,02-0,05 мкм). В основном применяются три технологии получения липосом. Две из них предусматривают солюбилизацию липидов в органических растворителях или ПАВ, которые затем удаляются. Третья технология не требует применения солюбилизирующих веществ. Эффективность той или иной технологии определяется по количаггву инкапсулированного лекарственного вещества, выраженному в процентах от общего объема лекарственного вещества в растворе. Разработана новая технология получения больших однослойных везикул, заключающаяся в гфямой экструзии под давлением до 5,5 МПа через фильтры с размером пор около 0,03 мкм. При этом достигается эфективность инкапсулирования до 60%. [c.202]

Широко известно, что липиды и белки in vitro в соответствующих условиях могут образовывать мембраны, очень сходные в структурном отношении с естественными. Важная роль конфигурации затравки, наличие которой необходимо для сборки макромолекул при образовании клеточных структур, подчеркнута Зоннеборном [1646]. Однако необходимость таких затравочных конфигураций для плазматических мембран не установлена. Исследования, проведенные недавно на My oplasma spp., показали, что если после разрушения и солюбилизации липидного и белкового компонентов плазматической [c.499]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология