Мембраны белки

Рис. 21-24. Завершающая стадия метаболическою окисления-дыхательная цепь. Все ко.мпоненты цепи собраны па внутренней поверхности внутренней мембраны митохондрии в четыре макромолекулярных комплекса, содержащих цитохромы, флавопротеиды и другие негемиповые железосодержащие белки. Кофермент р, или убихинон, и цитохром с играют роль переносчиков протонов и электронов от одного комплекса к следующему. Восстановление осуществляется путем переноса протонов до тех пор, пока этот процесс не достигнет кофермента Q, после чего оно осуществляется путем переноса электронов, а протоны переходят в раствор. Электроны и протоны снова объединяются в конце цепи, когда кислород восстанавливается до воды. Свободная энергия запасается в молекулах АТФ, образующихся в трех из четырех комплексов.

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]

Развитие радиоизотопных методов позволило получить точные количественные данные о скоростях обновления в организмах биологически активных соединений. Было показано, что клетка много раз обновляет свой состав за время своего существования. Особенно интересно, что скорость замены той или иной составной части макроструктуры (например, мембраны) зависит от химической природы этой части и скорости переноса ее от места синтеза к месту функционирования высокая степень кинетической согласованности обеспечивает сохранение всей макроструктуры. Время полужизни ядерных белков около 120 ч, белков плазматической мембраны —50, фосфолипидов — от 15 до 80, холестерина от 24 до 140, цитохрома (65) —около 100 ч и т. д. [c.347]

Процессы разделения жидких систем играют важную роль во многих отраслях народного хозяйства. Для осуществления этих процессов уже давно применяют разнообразные способы перегонку и ректификацию, абсорбцию и адсорбцию, экстракцию и др. Однако природа за миллионы лет эволюции живых организмов выработала наиболее универсальный и совершенный метод разделения с использованием полупроницаемых мембран. Действительно, биологические мембраны обеспечивают направленный перенос необходимых организму веществ из внешней среды в клетку, и наоборот. Без мембран невозможны были бы дыхание, кроветворение, синтез белка, усвоение пищи, удаление отходов и другие процессы. [c.13]

ФОСФАТИДЫ (фосфолипиды) — сложные эфиры фосфорной кислоты и глицерина или сфингозина, которые связаны эфирной или амидной связью с одним или несколькими остатками высших жирных кислот. В зависимости от природы спирта, лежащего в основе химической структуры Ф., различают глицерофос-фатиды и сфингофосфатиды. Ф. входят в состав клеток и тканей всех живых организмов. Особенно велико их содержанне в нервной ткани, они есть в мозге, печени, мускулах, принимают участие в окислительных процессах живых организмов. Ф. вместе с холестерином и белками, участвуют в построении мембран клеток, обусловливают избирате,аьную проницаемость для различных соединений, активно переносят вещества через мембраны, играют важную роль в транспортировке жиров, жирных кислот и холестерина. Нарушение синтеза Ф. в организме ведет к развитию жирового перерождения печени. [c.264]

Строение клеточной мембраны показано на рис. 45. Мембрана состоит из липидного бислоя /, полярные группы 2 которого обращены наружу (липиды — макромолекулы, образованные из молекул жирных кислот). На внешних поверхностях мембраны адсорбирован первичный слой 3 белковых молекул, взаимодействие которых друг с другом придает мембране механическую устойчивость и прочность. Мембраны пронизаны особыми липопротеиновыми (комплекс липидов и белков) каналами 4, при помощи которых, по-видимому, осуществляется селективный ионный транспорт. Раствор внутри клетки содержит относительно большие концентрации ионов К+ и низкие концент- [c.138]

В химической, микробиологической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности часто встречается задача очистки растворов высокомолекулярных соединений (полимеров, белков и т. д.) от низкомолекулярных примесей (неорганических солей, спиртов и т. д.). Исследования, проводимые за последние годы, показали, что для этой цели можно с высокой эффективностью использовать диафильтрацию. Д и а ф и л ь т р а ц и я — это способ проведения обратного осмоса и ультрафильтрации, используемый в случаях, когда мембрана обладает заметно различной селективностью по отношению к разделяемым компонентам раствора. При диафильтрации в раствор вводится растворитель, расход которого равен количеству отбираемого фильтрата. Компонент раствора, плохо задерживаемый мембраной (НС), переходит вместе с растворителем в фильтрат, и таким образом в аппарате происходит [c.239]

Фосфолипиды (а иногда и иные липиды, например глико- или сульфолипиды) входят в состав всех мембран на их долю приходится около трети массы сухого вещества мембраны. Фосфолипиды связаны с белками мембран слабыми водородными и неполярными связями. У разных мембран состав основания фосфолипида может быть различным, но все они способствуют образованию упо- [c.388]

Согласно традиционному представлению, мембраны разделяют пространство между клетками или внутри клетки. Такова, действительно, роль миелина, окружающего нервные клетки и изолирующего их от соседних клеток. Липидные компоненты мембран хорошо приспособлены к этой роли содержание липидов в миелине выше, чем содержание другого основного компонента мембраны — белка (см. табл. 25.3.1). [c.107]

Диализ — освобождение коллоидов от низкомолекулярных органических и минеральных примесей с помощью диффузии последних через мембраны. Белки в растворе благодаря значительной величине молекул не диффундируют сквозь полупроницаемую мембрану. [c.57]

Эти липидные бислои не очень проницаемы для различных молекул. Тем не менее, чтобы происходил метаболизм и рост клетки, такие молекулы, как сахара и аминокислоты, должны проникать в клетку. Специфический транспорт этого типа выполняется белками, которые находятся внутри бислойной мембраны. Белки выполняют роль переносчика, и этот тип транспорта может быть определен как транспорт с переносчиком. Клеточные мембраны состоят из двух основных компонентов липидного бислоя, который является основой, и белков, выполняющих специфические транспортные функции. Некоторые из белков локализованы на поверхности бислоя (поверхностные белки), в то время как другие белки (внутренние белки) полностью пронизывают липидный бислой. Внутренние белки играют особенно важную роль в транспортных функциях. [c.80]

Путем экзоцитоза транспортируются через мембраны белки и нуклеиновые кислоты с дна.метром частиц не более 750 нм, а также жирные кислоты и жирорастворимые витамины. Особый интерес представляет транспорт некоторых лекарств путем пиноцитоза в новой перспективной лекарственной форме — в виде липосом, представляющих собой фосфолипидные пузырьки с заключенными в их полости препаратами. Липосомы предохраняют лекарства от преждевременного повреждения ферментами, значительно пролонгируя их действие [c.46]

Для снятия боли нервные сигналы по пути к мозгу должны блокироваться. Это происходит, если молекулы лекарства подходящей формы и состава взаимодействуют с рецептором на белках в мембранах ключевых клеток мозга. Лекарство изменяет форму мембраны так, что она не пропускает болевой сигнал. [c.481]

Мембранное равновесие Доннана. Присутствие в организмах солей белков, отделенных клеточной мембраной от растворов электролитов, приводит к перераспределению электролитов и соответственно влияет на осмотическое давление по обе стороны мембраны. Перераспределение электролитов подчиняется выведенному Доннаном уравнению мембранного равновесия. [c.193]

Следует учесть возможность агрегации молекул красителей, поэтому, как правило, необходим независимый контроль размеров их частиц. Ряд методических сложностей может возникнуть и в случае оценки размеров пор с помощью растворов белков. Так, белок может частично забивать поры мембраны, снижая ее пористость. В связи с этим поиск модельных систем, в частности органозолей, для калибровки мембран представляет собой и в настоящее время актуальную задачу. Органозоли получают диспергированием металлов в органическом растворителе [114]. [c.94]

Биологические мембраны состоят не только из фосфолипидов, они содержат в среднем 60% белков и 40% липидов липидная составляющая включает переменные количества стероидов, преимущественно холестерин (разд. 22.2). Несмотря на сложность состава биологических мембран, простые рисунки, приведенные выше, все еще имеют силу, поскольку белковые [c.339]

Рассчитать процесс диафильтрации водно-спиртового раствора белка при следующих данных расход раствора р=1000 кг, концентрация белка 5% (х "=0,05) концентрация спирта 20% (х =0,2)-, допустимое содержание спирта в очищенном растворе 1% ( с =0,01) продолжительность процесса очистки 10 ч. Для диафильтрации используется мембрана со следующими характеристиками при рабочих условиях селективность по белку ф =0,998 селективность по спирту фНс=о,) проницаемость мембраны по 5%-ному водному раствору белка 0о=30 кг/(м -ч) коэффициент С=50. [c.244]

Сверху н снизу небольшие кружки со спиральными хвостами изображают липиды крупные тела, включенные в двойной слой липидов — молекулы белков (интегральные белки). Периферические белки находятся на поверхности мембраны [c.387]

Для диафильтрации выбрана мембрана со следующими характеристиками при рабочих условиях селективность по белку = 0,999 селективность по спирту фНс=о,1 проницаемость мембраны 0=30 кг/(м2-ч). Используются аппараты типа фильтрпресс конструкции МХТИ . [c.250]

К настоящему времепм удалось промоделировать в основном только гидролитические ферментативные процессы, но вполне реально, что в скором будущем станет возможным ступенчатый синтез макромолекул, таких, скажем, как белки и нуклеиновые кислоты. Например, если вещества со структурой, напоминающей рецепторы для лекарственных препаратов, удастся включить в синтетические мембраны, то станет возможным изучение этих рецепторов без каких-либо осложнений иммунологического и токсикологического характера. Кроме того, способность мембран разделять заряженные частицы может найти промышленное применение в системах для накопления энергии или производства водорода. [c.265]

НЫ — это белки с молекулярной массой около 40 000. Родопсин (бычий или овечий) имеет 348 аминокислотных остатков, сгруппированных в виде семи преимущественно гидрофобных сегментов, которые проходят от одной до другой стороны фоторецепторной мембраны. Связь между белковым скелетом и ретиналем формируется при конденсации альдегида с е-группой ли-зинового остатка вблизи конца белковой цепи (на 296 месте в цепи или эквивалентном) с образованием шиффова основания [c.238]

Полученное основное уравнение (16.1) позволяет рассчитать равновесные концентрации независимо от того, какими они были вначале. Например, если начальная концентрация натриевой соли белка равна 0,1 кмоль/м и начальная концентрация хлорида натрия, находящегося с внещней стороны мембраны, равна [c.357]

Рис, 1. Модель клеточной мембраны. Белки в большей или меньшей хтепени погружены в фосфолипидный бислой. Штриховкой обозначены участки неполярных остатков белков, точками — полярные аминокислоты. Эта модель исходит из представлений Зингера и Никольсона [57], но отличается от них отсутствием гексагональной упаковки фосфолипидов (тип а) и наличием поверхностных белков, как в моделях Даниэлли и Даусона [48] и Робертсона [104], [c.283]

Рис. 6-38. Четыре способа ограпичепия латеральной подвижности белков плазматической мембраны. Белки могут ассоциировать в большие комплексы (как молекулы бактериородоисина в пурпурной мембране Haloba terium) (А), могут связываться с комплексами макромолекул снаружи

Структурную основу любой биологической мембраны (рис. 33) как целого составляет фос( юлипидный бимолекулярный слой именно он выполняет в мембране функцию барьера для ионов и водорастворимых молекул и функцию основы, матрицы для мембранных ферментов, рецепторов и других встроенных в мембраны белков, гликолипидов и гликопротеидов. [c.96]

Поляризованные эпителиальные клетки должны производить дополнительные операции по сортировке белков, так как их плазматические мембраны разделяются на апикальную и базолатеральную области, несущие разные наборы белков. Белки, предназначенные для этих двух участков, по-видимому, мигрируют по направлению к ним прямо из аппарата Гольджи. Один путь сортировки белков по этим областям мембраны мог бы состоять в использовании для одного класса белков специфического сортирующего сигнала, который бы активно узнавался и направлял белки к одной из областей плазматической мембраны. Белки второго класса могли бы двигаться к другой области мембраны по пути, не требующему сигнала (в соответствии с остаточным принципом). [c.125]

После доставки непосредственно к месту действия в организме, как дальше работает леклрство Специфичность лекарств, подобная специфичности ферментов, часто зависит от формы молекулы. Многие лекарства действуют на рецепторы — области белка или клеточной мембраны, по форме и химическим свойствам соответствующие лекарствам, - помогая начать требуемый биологический ответ (подавление боли, понижение температуры и т. д.) [c.481]

I — липоидный слой с выступами и бугорками . 2 — лнпополисахаридный слой . 3 — каналы 4 иеплотио упакованные молекулы белка 5 — плотный гликопептидный слой 6 — цитоплазматическая мембрана [c.247]

Мембрана разделяет равные объемы растворов 0,001 Л/ натриевой соли белка и 0,001A/Na i. Рассчитайте равновесные концентрации Na в каждом растворе, если мембрана проницаема для Na I и непроницаема для белка. (Перенос воды не учитывайте, растворы считайте идеальными.) [c.94]

Оболочка клетки, эндоплазматическая сеть, тонкими каналами и полостями пронизывающая внутриклеточное пространство, митохондрии, рибосомы и другие замкнутые системы клетки — все это образовано мембранами. Еще не так давно был распространен взгляд, согласно которому мембраны состоят из параллельных слоев молекул белка и молекул жироподобных веществ — липи- [c.386]

Равенство произведений концентраций разнозаряженных ионов по обе стороны мембраны совпадают с равенством сумм концентраций (т. е. сумм числа ионов) только при отсутствии в клетке белка (т. е. при с = 0). Если же в клетке содержится белок, то суммы концентраций ионов по обе стороны мембраны будут не одинаковы, [c.195]

Равенство произведений концентраций разнозаряженных ионов по обе стороны мембраны совпадает с равенством сумм концентраций (т. е. сумм числа ионов) только при отсутствии в клетке белка (т. е. при Св==0). Если же в клетке содержится белок, то суммы концентраций ионов по обе стороны мембраны будут не одинаковы, что обусловит возникновение разности потенциалов (мембранного потенциала). [c.226]

В это же время М. Фарадей разработал методы получения золей металлов (например, Аи, Ag) и показал, что коллоидные частицы в них состоят из чистых металлов. Таким образом, ко второй половине XIX в. сложился ряд представлений о жидких коллоидных растворах и других дисперсных системах. Обобщение в 60-х годах XIX в. этих взглядов, формулировка основных коллоидно-химических идей и введение термина и понятия коллоиды принадлежат Грэму. Изучая физико-химические свойства растворов, в частности диффузию, он обнаружил, что вещества, не кристаллизующиеся из раствора, а образующие студневидные аморфные осадки (АЬОз, белки, гуммиарабик, клей) обладают весьма малой скоростью диффузии, по сравнению с кристаллизующимися веществами (Na I, сахароза и др.), и не проходят через тонкие поры, например пергаментные мембраны, т. е. не диализируют, по терминологии Грэма. Основываясь на этом свойстве, Грэм разработал метод очистки коллоидов от растворенных молекулярных веществ, названный им диализом (см. главу II). После того, как был найден способ получения чистых объектов исследования, началось бурное развитие коллоидной химии. [c.18]

Гели играют важную роль в практической деятельности человека и в биологических процессах. В частности, значение гелей велико в процессах почвообразования и жизни почвы, так как в почве коллоиды находятся преимущественно в состоянии геля. К гелям относятся различные пористые и ионообменные адсорбенты, ультрафильтры, искусстэенные мембраны, волокна мышечных тканей, хрящи, клеточные оболочки, оболочки эритроцитов и различные мембраны в организмах. Основным содержанием любой живой клетки является протоплазма, которую можно рассматривать как весьма подвижный студень, построенный в основном из молекул белка. [c.371]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология