Ионофоры

Существует несколько механизмов ионного транспорта. Согласно механизму подвижных переносчиков ионофор Т-, вызывающий селективную проводимость мембраны, образует на поверхности мембраны комплекс с ионом С+ С+4-Т Х [СТ]. Этот нейтральный комплекс диффундирует к противоположной стороне мембраны и диссоциирует, так что С+ переходит в водную фазу, а Т" под действием электрического поля возвращается обратно [c.140]

Все эти примеры служат иллюстрацией пассивного, но стереоселективного переноса, когда органические модельные системы осуществляют асимметричное узнавание. Однако можно провести аналогию между этими результатами и процессом опосредованного переноса через биологические мембраны. Все липидные мембраны практически непроницаемы для внутриклеточных белков и высокозаряженных органических и неорганических ионов, находящихся с обеих сторон мембраны. Диффузия Na+ через клеточную мембрану из клетки и К+ в клетку происходит в направлении отрицательного градиента химического потенциала и называется пассивным переносом. Пассивный перенос ионов через мембраны может быть вызван ионофорами [см. разд. 5.1.3]. К счастью, концентрации катионов по обе стороны мембраны различные, и такое состояние поддерживается активным переносом, который зависит от метаболической энергии. Механизм этого процесса известен под названием натриевый насос, функция которого сводится к поддержанию высокой внутриклеточной концентрации К+ и низкой концентрации Na+. Кальций, по-внднмому, также активно выводится из клеток. В этих случаях энергия для переноса обеспечивается за счет гидролиза АТР. Однако диффузия сахаров и аминокислот к важнейшим клеточным объектам — пример простого опосредованного пассивного переноса. [c.282]

Рис, 5.5. Структура некоторых ионофоров. [c.280]

Теперь можно будет упомянуть о важной роли некоторых природных хела тообразующнх агентов — ионофоров. На рис. 5.5 приведены некоторые примерь таковых. Все они — полимерные соединения, содержащие амидные, простые эфир ные и сложноэфирные связи, причем большинство этих соединений циклические Ионофоры обладают свойством селективно связывать ионы металлов и осуществ лять перенос через мембраны [151]. [c.282]

Некоторые циклические лиганды ( крауны , т. е. короны ) обладают способностью соединяться с ионами щелочных металлов за счет ион-дипольных взаимодействий. Такие лиганды, называемые также ионофорами, в настоящее время хорошо изучены. К ним относится, например, антибиотик валиномицин (полипептидного типа), молекула которого представляет собой почти плоское кольцо Его диаметр соответствует размерам иона калия (негидратирован-ного). Поэтому валиномицин связывает ионы калия (но не натрия) и может перемещаться с ними как одно целое. Такие комплексы способны переходить через липидно-белковые слои и, следовательно, валиномицин может обеспечить специфический перенос ионов калия через мембраны. Это имеет существенное значение в механизме действия антибиотиков. Ионы других щелочных металлов связываются валиномицином в меньшей степени. Антибиотик грамицидин может переносить и ионы калия, и ионы натрия. [c.153]

Однако и для ионофоров, и для ионогенов в качестве конечных продуктов взаимодействия между растворяемым веществом и растворителем выступают сольватирозанные ионы, а энергетические эффекты проявляются как энергии сольватации. [c.48]

Интересно, что некоторые ионофоры содержат аминокислоты с D-конфигурацией. Такого не было обнаружено в высших организмах. [c.282]

Предложена также модель переменной диэлектрической проницаемости, согласно которой ионофоры, растворяясь в мембране, повышают ее диэлектрическую проницаемость и тем самым увеличивают растворимость ионов в мембране, а следовательно, и ее проводимость. Перенос ионов возможен и за счет окислительно-восстановительной реакции на границе раздела липид— вода В- 2В+ . Эта реакция сопровождается инжекцией электронов в мембрану. Схема переноса различна в зависимости от того, растворима или нерастворима частица В в липидной фазе [c.141]

Влияние диэлектрической проницаемости растворителя здесь сводится к затруднению реакции ассоциации, а сольватация служит источником энергии не для процесса диссоциации молекул, а для процесса разрушения решетки. В воде все ионофоры являются сильными электролитами и присутствуют в виде независимых гидратированных ионов. В растворителях с меньшей диэлектрической постоянной равновесие ассоциации смещается вправо, так что возрастает число двойников, уменьшается электропроводность и появляется аномальная проводимость. [c.308]

Следует отметить, что практически все полиэфиры являются ионофорами, а значит, механизм их действия на том или ином этапе связан с ионным транспортом. [c.335]

В нашей стране в становлении Б. х. огромную роль сыграли работы Н.Д, Зелинского, Л.Н. Белозерского, И.Н. Назарова, Н. Л. Преображенского и др. Инициатором исследований по Б. X. в СССР в нач. 60-х гг. явился М. М. Шемякин. Им, в частности, были начаты работы по изучению циклич. депсипептидов, к-рые впоследствии получили широкое развитие в связи с их ф-цией как ионофоров. [c.288]

По хим св-вам Л.-типичная алифатич. а-аминокислота, L-Л,-необходимый компонент пищи для человека и животных (незаменимая аминокислота). Встречается во всех организмах в составе молекул белков и пептидов. D.-Л. входит в состав грамицидина А (см. Ионофоры) и нек-рых др. прир. в-в. [c.583]

Очень важная группа ионоселективиых электродов с жидкими мембранами основана на использовании особого класса комплексообразующих реагентов — ионных переносчиков, или ионофоров. Так в калиевом электроде используют макроцикли-ческий антибиотик — валиномицин, образующий прочный комплекс с калием, и гидрофобный катион тетрафенилбората. Такой электрод чувствует калий даже при избытке натрия в 10 раз. [c.244]

Обычные неорганические соли натрия и калия не растворимы в неполярных органических растворителях. Это верно и для солей неорганических анионов с небольщими органическими катионами, например для тетраметиламмония. Подобные аммонийные соли часто способны, однако, растворяться в ди-хлорметане и хлороформе. Более того, использование относительно больщих органических анионов может обеспечивать растворимость солей щелочных металлов в таких растворителях, как бензол. Например, диэтил-н-бутилмалонат натрия дает 0,14 М раствор в бензоле, для которого понижение точки замерзания неизмеримо мало, что говорит о высокой степени ассоциации. Подобным образом большие ониевые катионы (например, тетра-м-гексиламмония) делают растворимыми соли даже небольших органофобных анионов (например, гидроксид-ионов) в углеводородах. Ионофоры, т. е. молекулы, состоящие из ионов в кристаллической решетке, диссоциируют (полностью или частично) на сольватированные катионы и анионы в растворителях с высокими диэлектрическими проницаемостями. Подобные растворы в воде являются хорошими проводниками. В менее полярных растворителях даже сильные электролиты могут растворяться с образованием растворов с низкой электропроводностью это означает, что только часть растворенной соли диссоциирована на свободные ионы. Чтобы объяснить такое поведение растворов, Бьеррум выдвинул в 1926 г. гипотезу ионных пар. Впоследствии его гипотеза была усовершенствована Фуоссом [38] и рядом других исследователей. Ионные пары представляют собой ассоциаты противоположно заряженных ионов и являются нейтральными частицами. Стабильность ионных пар обеспечивается в основном кулоновскими силами, но иногда этому способствует и сильное взаимодействие с ок- [c.16]

Тем не менее комплексные соединения ЩЭ существуют. Как комплексы можно, например, рассматривать многочисленные внутрисфер-ные гидраты катионов ЩЭ (и твердые и растворенные в воде). Описаны аммиакаты ЩЭ, правда очень неустойчивые, которые в правильно подобранных условиях способны к длительному существованию. Это [Ы(ЫНз)4]С1, [На(ЫНз)б]1, [К(ННз)б]1. Так как в комплексах катионов ЩЭ взаимодействие центрального иона и лигандов имеет электростатическую природу, наиболее прочные комплексы с любыми моно-дентатными лигандами, при прочих равных условиях, будет давать литий. В то же время оказалось, что устойчивость комплексов катионов ЩЭ с полидентатными, особенно макроциклическими лигандами [1, с. 170] типа криптатов и краунэфиров, а также с их природными аналогами (ионофоры) зависит главным образом от соответствия размера внутренней полости макроциклического лиганда размеру катиона ЩЭ, а не от абсолютной величины иона-комплексообразователя. Удалось синтезировать лиганды, которые избирательно закомплексовывают катионы одного или нескольких ЩЭ, оставляя другие в форме, например, акваинов ЩЭ+ aq или сольватов иного состава. Это позволяет надеяться на разработку в будущем эффективных методов разделения и избирательного концентрирования ЩЭ из сложных смесей (о других методах разделения смесей ЩЭ — ионообменном, фракционного осаждения и кристаллизации — см. [2, с. 174 и далее]). [c.21]

Вдохновленные открытием в бО-х годах прир0 0 ных ионофоров, химики с успехом синтезировали ряд соединений, состоящих из природных фрагментов, способных связывать неорганические и органические ионы. Приведем лишь один пример. Блаут [152] сообщил о разделении энантиомеров солей D- и L-аминокислот в комплексах с циклo-(L-Pro-Gly) -пептидами ( = 3, 4) (рис. 56) ( + 1-Рго-OBzH l, Phe-OMe.H l или [c.283]

Электрохимическая активность живых тканей представляет значительный интерес в связи с переносом ионов в организме, как под действием внешних полей, так и в процессах обмена веществ, изменения проницаемости тканей, их возбуждения, проведения нервных импульсов и др., связанных с биопотенциалами. Так, числа переноса ионов в коже определяют эффективность ионофоре-3 а — метода введения лекарственных веществ в организм человека через кожу постоянным током, широко применяемого в медицинской практике. Коллоидно-химическое исследование ионофореза в работах Цыгир и Фридрихсберга позволило установить основы [c.217]

Изучение мембранных явлений на живых организмах — чрезвычайно сложная экспериментальная задача. В 1962 г. П. Мюллер и сотрудники разработали методику приготовления бимолекулярных фое-фолипидных мембран, что предоставило возможность модельного исследования ионного транспорта через мембраны. Для приготовления искусственной мембраны каплю экстракта мозговых липидов в углеводородах наносят на отверстие в тефлоновом стаканчике (рис. 46, а). Искусственные мембраны имеют более простое строение, чем естественные (ср. рис. 45 и 46, б), но приближаются к последним по таким параметрам, как толщина, электрическая емкость, межфазное натяжение, проницаемость для воды и некоторых органических веществ. Однако электрическое сопротивление искусственных мембран на 4—5 порядков выше. Проводимость мембран увеличивают, добавляя ионофоры жирорастворимые кислоты (2,4-динитрофенол, дикумарол, пентахлорфе-нол и др.) или полипептиды (валиномицин, грамицидины А, В и С, ала-метицин и др.). Мембрана, модифицированная валиномицином, имеет сопротивление порядка 10 Ом/см , а ее проницаемость по К-" в 400 раз выше, чем по Ма+. На модифицированных моделях был изучен механизм селективной проницаемости мембран. В определенных условиях при добавлении белковых компонентов искусственная мембрана позволяет моделировать также свойство возбудимости. [c.140]

Продемонстрировать обратимость (или необратимость) вызванных накоплением Са2+ в матриксе изменений скорости АТФ-синтетаз-ной и АТФ-гидролазной реакций. Для проведения этого исследования следует воспользоваться ионофором А23187, катализирующим электронейтральный Са2+/2Н+-обмен через мембрану. Обработка нагруженных Са + митохондрий ионофором А23187 в присутствии избытка ЭГТА в среде приведет к быстрому выходу Са + из матрикса. [c.478]

К прикладной Б. относится разработка ионселек-тивных микроэлектродов для внутриклеточного использования, микроэлектродов для внутриклеточных инъекций электрохимически активных в-в, электрохим. биосенсоров (бактериальные и тканевые электроды) и ионселективных электродов, использующих ионофоры. К медико-биол. приложениям относится изучение внеклеточных электрич. полей и механизмов воздействия внеш. полей и токов на физиол. процессы, включая регенерацию тканей. [c.293]

Органический синтез. Наука и искусство (2001) -- [ c.464 ]

Биофизика (1988) -- [ c.351 , c.352 ]

Органический синтез (2001) -- [ c.464 ]

Краун-соединения Свойства и применения (1986) -- [ c.27 , c.28 , c.62 , c.114 , c.133 , c.135 , c.136 , c.204 , c.266 , c.268 , c.269 ]

Биоорганическая химия (1991) -- [ c.354 ]

Биоорганическая химия (1987) -- [ c.590 , c.591 , c.592 , c.593 , c.594 , c.595 , c.596 , c.597 , c.750 ]

Химия Краткий словарь (2002) -- [ c.132 ]

Молекулярная биология клетки Том5 (1987) -- [ c.33 , c.115 ]

Основы биохимии Т 1,2,3 (1985) -- [ c.530 ]

Общая микробиология (1987) -- [ c.260 , c.343 ]

Теоретическая электрохимия Издание 2 (1969) -- [ c.121 , c.123 ]

Теоретическая электрохимия Издание 3 (1975) -- [ c.132 ]

Методы и достижения бионеорганической химии (1978) -- [ c.395 ]

Химия координационных соединений (1985) -- [ c.34 , c.35 ]

Неорганическая биохимия Т 1 _2 (1978) -- [ c.0 ]

Кинетика реакций в жидкой фазе (1973) -- [ c.117 ]

Неорганическая химия Изд2 (2004) -- [ c.275 ]

Биофизика Т.2 (1998) -- [ c.103 ]

Молекулярная биология клетки Т.3 Изд.2 (1994) -- [ c.406 , c.456 ]

Жизнь зеленого растения (1983) -- [ c.222 ]

Биохимия человека Т.2 (1993) -- [ c.139 , c.139 ]

Биохимия человека Том 2 (1993) -- [ c.139 , c.139 ]

Введение в биомембранологию (1990) -- [ c.82 , c.94 ]

Биоэнергетика и линейная термодинамика необратимых процессов (1986) -- [ c.316 ]

Биохимия мембран Кинетика мембранных транспортных ферментов (1988) -- [ c.9 ]

Физиология растений Изд.3 (1988) -- [ c.96 , c.97 ]

Биоэнергетика Введение в хемиосмотическую теорию (1985) -- [ c.35 , c.39 ]

Молекулярная биология клетки Сборник задач (1994) -- [ c.0 ]

Биохимия Т.3 Изд.2 (1985) -- [ c.0 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология