Протеолипосомы

Протеолипосомы. Многие мембранные белки и мелкие фрагменты биологических мембран сравнительно легко могут быть включены в состав искусственных везикулярных мембран. Такие комбинированные системы называются протеоли-посомами. Эффективность встраивания большинства белков компонентов в искусственные мембранные системы резко зависит от липидного состава мембран, pH, солевого состава, температуры и т. д. Как правило, эффективность встраивания [c.13]

ИСКУССТВЕННЫЕ МЕМБРАНЫ И ПРОТЕОЛИПОСОМЫ [c.60]

Метод моделирования и получения искусственных мембран основан на получении и исследовании моно- и бимолекулярных липидных слоев, везикул, липосом и протеолипосом. Сущ ествует два основных типа искусственных мембран классические плоские и сферические мембраны различного размера. Для получения искусственных мембран используют различные фосфатиды, нейтральные глицериды, смеси липидов биологического происхождения, добавляя к ним холестерин, а-токоферол и другие минорные добавки. Потенциальная ценность искусственных мембран для исследований зависит от возможности включения в них природных белков, в особенности тех, которые обладают транспортными свойствами. Липосомы, со-стоящ ие из белков и липидов, стали получать в 60-е гг. термин протеолипосомы был введен В. П. Скулачевым. В настоящее время разработан целый ряд методов приготовления различных типов липосом и протеолипосом, а также их стандартизации по размерам, структуре, гомогенности, стабильности и другим характеристикам. Липосомы используют для доставки в клетку лекарственных и химических соединений, стабилизации ферментов в инженерной энзимологии, введения в клеточные мембраны молекул зондов, модифицирующих и моделирующих их поверхность. Большой интерес для генной инженерии и медицины представляют работы по введению в клетки при помощи липосом нуклеиновых кислот и вирусов. В липосомы включают митохондриальные компоненты и изучают на таких модельных системах процессы генерации энергии в клетках. Ультра-тонкие искусственные мембранные структуры — полислои Лен-гмюра—Бложе (ПЛБ) — применяют для получения био- и иммуносенсоров. Создаются ПЛБ с иммобилизованными ферментами и компонентами иммунологических систем. При использовании смешанных липид-белковых пленок ПЛБ получают информацию о функционировании белков и о липид-белковых взаимодействиях в мембране. Результаты изучения физических характеристик, проводимости, проницаемости и других свойств искусственных липидных мембран имеют большое зна- [c.216]

Позднее многие другие генераторы и потребители Ар.Н были очищены и встроены в протеолипосомы. [c.33]

Термин протеолипосома был предложен для обозначения замкнутых мембранных пузырьков, образованных самосборкой из [c.32]

Искусственные мембраны, липосомы и протеолипосомы, методы их получения, строение, свойства, применение в различных областях биологии и медицины. Взаимодействие липосом с клетками. Методы модификации природных и искусственных мембран. [c.283]

Система протеолипосомы — коллодиевая пленка , первоначально разработанная для изучения бактериородопсина, была затем использована при исследовании целого ряда других мембранных преобразователей энергии. [c.34]

Рис. 34. Флуктуации тока модифицированной протеолипосома-ми БЛМ. Пояснения в тексте

Протеолипосомы 2/1200 Протеолитическне ферменты 4/216, 217 1/471, 472, 474-476 2/423, 476 3/934 5/218, 605. См. также Протеазы, индивидуальные гидролазы [c.693]

Цитохромоксидаза катализирует окисление восстановленного цитохрома с молекулярным кислородом. Эта реакция сопряжена с генерацией Д(лН, что было показано как на природных мембранах, так и на протеолипосомах. [c.88]

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]

Какие предположительные механизмы имплантации материала одной мембранной системы в другую 2. Чем обусловлено влияние экзогенных липидов на ферментативные свойства биологических мембран 3. Почему изменяются флуктуации проводимости модифицированной протеолипосомами БЛМ при изменении полярности напряжения на ней 4. В чем заключаются перспективы реконструкции свойств биологических мембран на искусственных н какое значение это имеет для практики [c.292]

В настоящее время липосомы используются как носители лекарств, так как их можно начинить различными лекарственными веществами. Состав липидов липосом можно произвольно варьировать и таю1м образом направленно изменять физико-химические свойства. Разработаны также методы включения функционально активных белков в мембрану липосомы. Такие искусственные белково-липидные структуры называются протеолипосомами. В липосомы можно вводить тканеспецифические антитела, что позволяет обеспечивать направленный транспорт включенньгх в них лекарств в определенные органы и ткани. [c.315]

Прямое измерение генерации протеолипосомами, сорбированными на коллодиевой пленке [c.33]

Работу Са2 -АТФазы изучают на фрагментах саркоплазматическото ретикулума, выделяемых из мышечной ткани, а также на мембранных пузырьках, которые образуются в определенных условиях в смеси очиш енного препарата Са -АТФазы с фосфолипидами (реконструированная система — протеолипосомы см. 2 гл. XV). [c.157]

Как показали эксперименты, сорбция протеолипосом происходит таким образом, что содержащийся внутри них раствор не перемешивается с наружным раствором. По-видимому, при сорбции на той стороне протеолипосомы, которая контактирует с пленкой, мембрана растворяется пропитывающим пленку деканом, а на другой ее стороне — сохраняется, отделяя омывающий пленку раствор от раствора внутри протеолипосом. [c.33]

Безусловно, значительным достижением следует считать развертывание исследований данного вопроса на еще более простой модельной системе — протеолипосомах со встроенной Н+-АТФазой. Впервые такое встраивание осуществлено Вара и Серрано (623, 682]. Исследованиями этих, а также других авторов 1460, 5431 было показано, что даже в такой упрощенной системе Н+-АТФаза плазмалеммы проявляет основные свойства, характерные для нее в нативной мембране ее активность подавляется ванадатом. ДЦКД, ДЭС. грамицидином S имеет оптимум pH 6.5 стимулируется моновалентными катионами ингибируется С , Си -. на нее практически не действует уабаин. олигомицин. азид. Но самое существенное состоит в том. что в протеолипосомах Н+-АТФаза сохраняет способность к АТФ-зависи-мому транспорту протона [460. 543. 623, 6821. При этом наряду с химической формируется и электрическая компонента Д Ш (6371. [c.36]

Высота протомеров составляет 100 А, что значительно превышает обычную толщину липидных мембран. Поэтому следует ожидать, что значительная часть массы каждого протомера экспонирована на мембранных поверхностях. Анализ гидрофобности аминокислотных последовательностей а- и р-субъединиц [611, 612], а также данные по гидрофильному и гидрофобному мечению белка в составе открытых мембранных фрагментов и "inside-out" протеолипосомах [609], показывает, что внутримембранный домен протомера образован не более чем 25%-ми массы каждой субъединицьт и его суммарная молекулярная масса не [c.197]

Н-АТФаза была реконструирована Я. Кагавой и Э. Ракером в протеолипосомы. Механизм генерации Д лН+ и синтез АТФ в этих протеолипосомах были подробно изучены. Было показано, что комплекс Po+Pi может синтезировать АТФ в реконструированной системе при генерации на мембране A iH+. При этом эффективность синтеза не зависит от природы первичного генератора Д 1Н+. В моделях по реконструкции мембранных белков была выявлена возможность сборки молекулярных машин из элементарных деталей, принадлежащих представителям разных животных царств. Так, например, в одной из работ Э. Ракер и В. Стокениус реконструировали протеолипосомы, способные эффективно осуществлять фосфорилирование, где в качестве A iH+ генератора использовались бактериородопсин, Н-АТФ-синтетаза из митохон дрий сердца быка и фосфолипиды соевых бобов. [c.131]

Интересные эксперименты проводились с, белком бактерио-родопсином, полученным из галофильных бактерии, в котором содержится пигмент каротииоид ретиналь или ретинен (альдегидная форма -витамина А). Исследования показали, что фос-фолипидная мембрана (протеолипосомы) с добавлением бакте-риородопсина может переносить водородные иоиы за счет [c.265]

Ход работы. Сначала формируют бимолекулярную мембрану из азолектина и записывают кривые ток — время, а также вольт-амперные характеристики. Такие БЛМ стабильны в течение нескольких часов, имеют удельную электропроводность 0,2-10- — 0,5-10- См/см и емкость около 3—6 мкФ/см . Затем в омывающую БЛМ среду вносят протеолипосомы (15—20 мкг белка в 1 мл) и измеряют сопротивление БЛМ. В случае имплантации материала про теолипосом сопротивл ение БЛМ снижается в несколько раз. Необходимо исследовать зависимость флуктуаций проводимости от знака потенциала на БЛМ со стороны добавки... [c.291]

Л. А. Драчевым и сотрудниками в МГУ разработан метод, позволяющий измерять непосредственно вольтметром генерацию А ) ферментами, встроенными в протеолипосомы. Протеолипосомы сорбировали на одной из поверхностей коллодиевой пленки, пропитанной декановым раствором фосфолипидов. [c.33]

В НАДН-/СоР-редуктазных протеолипосомах был в<ыявлен транспорт протонов, сопряженный с окислением НАДН. E fin протеолипосомы содержали еще и Н+-АТФ-синтазу, то окисление НАДН сопровождалось синтезом АТФ. [c.82]

Очищенный комплекс b i был реконструирован фосфолипидами. Полученные протеолипосомы генерировали Др,Н при переносе электронов от некоторых аналогов убигидрохинона на цитохром с. Если в те же протеолипосомы была включена Н+-АТФ-синтаза, то наблюдался сопряженный синтез АТФ. Эти факты и целый ряд наблюдений, сделанных при изучении митохондрий и их фрагментов, показывают, что /СоРНг-цитохром с-редуктаза функционирует в качестве Д(лН-генератора. [c.83]

На рис. 30, А гем Ьн расположен вблизи поверхности мембраны, обращенной в матрикс, а гем bi — в середине мембраны. Такая локализация гемов Ь была постулирована П. Митчелом и экспериментально доказана А. А. Константиновым. Оказалось, что водорастворимый непроникающий редокс-медиатор Ки(КНз)б " (гексааминорутений) восстанавливает гем Ьн при добавлении к вывернутым субмитохондриальным пузырькам с такой же скоростью, как в случае выделенного комплекса Ьси Такого восстановления не наблюдали, когда вместо субмитохондриальных пузырьков исследовали митохондрии или протеолипосомы с той же ориентацией комплекса Ьс, что и в митохондриях. В этих случаях для восстановления гема Ьн требовался проникающий медиатор ФМС. [c.87]

Свойства митохондриальной /Со Нг-цитохром с-редуктазы во многом сходны с таковыми гомологичных ферментных комплексов в фотосинтетических редокс-цепях хроматофоров пурпурных бактерий и тилакоидов цианобактерий. Показана даже взаимозаменяемость комплексов b i митохондрий и хроматофоров. Комплекс Ьс из митохондрий млекопитающего был реконструирован в протеолипосомах с комплексом фотосинтетических реакционных центров из хроматофоров пурпурной бактерии Rps. sphaeroides. Полученная химера катализировала циклический фотоперенос электронов, сопряженный с транслокацией Н+ через мембрану протеолипосомы. [c.88]

Общепринято, что окислители и восстановители цитохрома с атакуют край гема, экспонированный в воду. Предполагают, что цитохром с совершает челночные движения между цитохромом С] и цитохромоксидазой, диффундируя вдоль поверхности мембраны. В опытах с протеолипосомами, содержащими комплекс Ьсх, было показано, что кардиолипин участвует в связывании цитохрома с с мембраной. [c.89]

Более существенно, что схема редокс-петли оказывается неспособной объяснить важное наблюдение, сделанное М. Викстрё-мом (1977) добавление доноров электронов (ферроцианида либо цитохрома с) к митохондриям или цитохромоксидазным про-теолипосомам вызывает временное закисление инкубационной среды, которое обусловлено работой цитохромоксидазы и снимается разобщителями — протонофорами. Как удалось установить в опытах с протеолипосомами, ионы Н+, выделенные в среду, черпаются из внутреннего пространства этих пузырьков заметное закисление наблюдали лишь в том случае, если пузырьки содержали рН-буфер. Отношение Н+/е оказалось равным единице. [c.93]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология