Рецепторы мембранной структурой

Рис. 21.11. Система доставки терапевтических генов с использованием ДНК-конъюгата. А. К поли-Ь-лизину пришивают лиганд, соединяющийся с поверхностным клеточным рецептором, и добавляют ДНК, содержащую терапевтический ген. В результате образуется конденсированная структура, на поверхности которой располагаются лиганды. Б. ДНК-конъюгат связывается со специфическим клеточным рецептором (1) и обволакивается клеточной мембраной (2) с образованием эндосомы (3), которая защищает его от лизо-сом. В эндосоме часть молекул ДНК высвобождается из конъюгата и проникает в ядро клетки (4), где и происходит экспрессия терапевтического гена.

Слева на схеме (см. рис, 53) показана работа палочек в темноте, справа -на свету. Наружный сегмент рецептора представлен сложными мембранными структурами, во внутреннем сегменте находятся трансдукторы и эффекторы. [c.110]

Мембраны — это чрезвычайно вязкие, но тем не менее пластичные структуры, окружающие все живые клетки. Плазматическая мембрана образует замкнутый отсек (компартмент), внутри которого находится цитоплазма это обеспечивает изоляцию одной клетки от другой и обусловливает их индивидуальность. Плазматическая мембрана обладает селективной проницаемостью и является барьером, с помощью которого поддерживается различный состав вне- и внутриклеточной среды. Селективная проницаемость обеспечивается работой каналов и насосов, транспортирующих различные ионы и субстраты, и специфическими рецепторами, например рецепторами гормонов. Кроме того, с помощью плазматических мс.мбран осуществляется обмен веществами между клеточным содержимым и окружающей средой путем экзо- и эндоцитоза существуют также особые мембранные структуры — щелевые контакты, через которые соседние клетки обмениваются веществами. [c.127]

Наименее изученным до недавнего времени оставался последний этап этой своеобразной дуги—действие гормонов на внутриклеточный обмен. В настоящее время получены доказательства, что это действие осуществляется через так называемые гормональные рецепторы, под которыми понимают химические структуры соответствующих тканей-мишеней, содержащие высокоспецифические участки (углеводные фрагменты гликопротеинов и ганглиозидов) для связывания гормонов. Результатом подобного связывания является инициация рецепторами специфических биохимических реакций, обеспечивающих реализацию конечного эффекта соответствующего гормона. Рецепторы гормонов белковой и пептидной природы расположены на наружной поверхности клетки (на плазматической мембране), а рецепторы гормонов стероидной природы —в ядре. Общим признаком всех рецепторов независимо от локализации является наличие строго пространственного и структурного соответствия между рецептором и соответствующим гормоном. [c.250]

Подобный же механизм лежит в основе связывания гормонов со специфическими рецепторами, расположенными на мембранах клетки или в цитоплазме. Гормоны — это соединения с регуляторной функцией, которые выделяются клетками определенной ткани и регулируют обмен веществ в клетках-мишенях, принадлежащих другой ткани. Предполагают, что связывание гормонов с рецепторами изменяет структуру (конформацию) последних, и это событие инициирует цепь реакций, приводящих к биологическому ответу на действие гормона. [c.64]

Вкусовые рецепторы, содержащие специальные мембранные структуры, находятся у человека на языке, у рыб - на голове, на плавниках и усиках, у насекомых - на лапках или во рту. У человека имеется четыре основных вкусовых рецептора соленый, кислый, сладкий, горький. Существуют несколько гипотез, объясняющих молекулярную сущность восприятия вкуса - например, ферментативная и адсорбционная, но детали биохимического механизма не ясны. [c.112]

Примером таких комплексов являются сложные мембранные структуры, включающие рецепторы и преобразователи сигналов, действие которых начинается с восприятия внещнего импульса (первичного посредника) на внещней стороне клеточной мембраны и заверщается образованием вторичного посредника на внутренней стороне мембраны. Рассмотрим передачу и трансформацию сигнала от первичного посредника, роль которого, как правило, выполняют разнообразные гормоны, не проникающие через клеточную мембрану (см. главу 8). [c.316]

Большинство Р.б. локализовано в плазматич. мембране и представляет собой пронизывающие мембрану гликопротеины. Они взаимод. с белковыми или пептидными гормонами, а также с низкомол. биорегуляторами, напр, с простагландинами, аминокислотами. Рецептор света— Эоиси -локализован в мембранных структурах сетчатки глаза. Внутриклеточные Р.б. обычно локализованы в ядре и взаимод. со стероидными гормонами и гормонами щитовидной железы (производнь ш тирозина). [c.262]

Тимус-зависимые антигены требуют присутствия Т-хелперов. В результате взаимодействия В-клетки с антигеном образуется комплекс антиген—рецептор. Далее происходит интернализация этого комплекса в цитоплазму клетки, где антиген гидролизуется на отдельные фрагменты. Эти фрагменты взаимодействуют с белками МНС класса II, которые синтезирует В-клетка (рис. 30.6). Фрагмент антигена соединяется с МНС-П и перемещается на клеточную мембрану, где он узнается хелперными клетками, предварительно контактирующими с данным антигеном. Клетки синтезируют и переводят на цитоплазматическую мембрану рецептор, комплементарный структуре комплекса МНС-антиген. Происходит взаимодействие В- и Т-хелперной клеток, причем последняя начинает продуцировать интерлейкин-2, белковый фактор, стимулирующий размножение В-клеток. В результате образуются зрелые клоны плазматических клеток, способных синтезировать и секретировать антитела к данному антигену (рис. 30.7). [c.483]

Расстояния, преодолеваемые сигнальными молекулами в организме, могут измеряться метрами перемещения на такие большие расстояния обусловлены не диффузией, а различными видами конвекции, например, движением крови. Однако вблизи клетки, на расстояниях порядка микрометра от ее поверхности, молекулы достигают рецепторных мембранных структур уже путем диффузии. Г. Адам и М. Дельбрюк (1968) показали, что существование рецепторных структур на мембране клетки при определенных условиях резко ускоряет взаимодействие сигнальной молекулы с рецептором. Было рассчитано среднее время диффузии т молекулы к мишени радиуса а в области пространства радиуса Ь и размерности г, если коэффициент диффузии молекулы Оказалось, что т есть функция от отношения Ъ/а, зависящая от размерности пространства [c.260]

Агрегатное состояние мембранных липидов существенно влияет на клеточные функции. Известно, что на этапе фазового перехода резко меняется проницаемость мембран для ионов и метаболитов, облегчается взаимодействие гормонов с рецепторами и т. д. Поэтому с точки зрения криобиологии характер фазово-структурных переходов липидов в биомембранах имеет значение не только для определения уровня их холодового повреждения, но и для прогнозирования процессов репарации мембранных структур в фазе отогрева замороженной системы. [c.20]

Среди мембранных белков можно найти многие ферменты, переносчики, пигменты и рецепторы. Взаимодействие процессов, осуществляемых всеми этими биологически активными компонентами, лежит в основе функционирования мембранных структур клетки. [c.12]

С целью преодоления недостатков вышеуказанного метода для оценки чистоты мембранных фракций удобнее использовать не ферменты, а специфические рецепторы лектинов, гормонов, антител, В том случае, если мембрана имеет четкие морфологические признаки, в качестве критерия применяют метод электронной микроскопии. Если хорошо изучен химический состав определенного типа мембран, то для контроля чистоты мембранных структур используют анализ белкового и липидного состава (например, методом электрофореза в ПААГ в присутствии ДСН или путем определения содержания холестерина). [c.223]

Отмечая общие принципы токсического действия, необходимо указать на определённую специфику их развития при поражении жизненно важных органов. Так, при повреждении мембран гепатоцитов образуется избыточное количество свободных радикалов, обладающих высокой реакционной способностью и инициирующих цепную реакцию с образованием перекисей и гидроперекисей. Взаимодействуя с рецепторами мембран, ЛС способны изменить структуру мембран, что может привести к нарушению целостности клетки. Важное патогенетическое значение имеют накопление в организме пировиноградной, молочной, низкомолекулярных жирных кислот, развивающийся дефицит кофермента А (КоА), нарушение электролитного и кислотно-щелочного состояния (КЩС), снижение активности Ыа К -АТФазы, повыше-ние трансмембранной проницаемости. [c.42]

Поскольку в живых организмах белки встречаются повсеместно, а также служат важным источником питания, может показаться удивительным, что некоторые из них чрезвычайно токсичны.. Однако подобно тому, как ничтожно малые концентрации пептидных гормонов способны к модуляции клеточного метаболизма, полипептиды соответствующей структуры способны блокировать клеточную активность посредством, например, связывания с рецепторами на мембране. [c.570]

КОНКАНАВАЛИН А, белок из растения СапауаПа в1а-с11а1а относится к лектинам. Построен из четырех идентичных субъединиц мол. м. 26 ООО каждая, содержащих координационно связанные ионы Мп и Са . Богат 0-струк-турой (см. Вторичная структура). Образует прочные комплексы с а-В-глюко- и а-О-маннопиранозидами, связывается гликопротеидными рецепторами мембран животных клеток (может их агглютинировать), обладает митогенным действием на лимфоциты. Используется в цитогенетическом анализе. [c.272]

Эта интерпретация подтверждается тем фактом, что потеря глюкозы или введение метаболических ядов приводят к тому, что мембранный потенциал становится нестабильным и, таким образом, действие адреналина снимается. В этих условиях адреналин оказывает прямое деполяризующее действие, вызывающее сокращение мышцы. Бьюдинг [55] показал, что адреналин расслаблял гладкую мышцу морских свинок (taenia oli) еще до того, как наблюдалась активация фосфорилазы. Возможно, стимуляция метаболизма может облегчать сокращения, вызванные адреналином. Вероятно, лучше всего рассматривать -рецепторы как структуры, непосредственно контролирующие расслабление мышц (или сокращение сердечной мышцы). Имеющиеся данные [c.365]

В разделах 3.1. и 3.2. были отмечены первые попытки подойти с помощью рентгеноструктурного анализа к решению проблемы структурной организации мембранных белков. Они завершились относительным успехом — установлением для ряда рецепторов трехмерных структур их периплазматических доменов, содержащих лиганд-связывающие центры. Развитие работ этого направления в конечном счете должно привести к определению пространственных структур целых рецепторных молекул, включающих также трансмембранные и цитоплазматические домены, и созданию экспериментальной основы, необходимой для решения проблемы структурнофункциональной организации молекул мембранных белков и количественного описания механизмов их функционирования. Трудности на этом пути, имеющие, главным образом, технический и препаративный характер, пока еще велики. [c.80]

Рецепторы некоторых сенсорных клеток, которые располагаются в эпителии сенсорного органа, функционируют на границе с внешней, в частности с воздушной, средой (например, обонятельные клетки, волосковые клетки слухового аппарата). Они имеют значительно более сложное сфоение, чем хеморецепторы, функционирующие в гуморальной среде. Собственно рецепторные клетки всегда ориентированы по нормали к внешней фанице органа. Они окружены поддерживающими клетками, и в их апикальной части расположены специальные мембранные структуры — реснички и ворсинки. Например, на обонятельных нейронах расположено 6—8 модифицированных ресничек, и предполагается, что на их кончиках р1меются хеморецепторы запахов. [c.131]

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]

Внеклеточный матрикс, состоящий из гликопротеинов, протеогликанов и глюкозаминогликанов, связывается с мембранными структурами с помощью специальных белков-рецепторов, объединяющих через амфитропные белки цитоскелет, мембрану и внеклеточный матрикс в динамическую, подвижную структуру (рис. 24). Биологический смысл такого объединения заключается, видимо, в том, чтобы облегчать передачу механического сигнала как вдоль по мембране, так и в поперечном направлении. Наличие такого насыщенного углеводными компонентами внеклеточного слоя (его называют также гликокаликсом) играет важную роль в проявлении адгезивных свойств клетки, ее иммунных реакций и т. д. [c.58]

Предлагаемый вниманию читателя учебник написан известным американским биохимиком Д. Мецлером. Автор поставил перед собой цель дать анализ структур, функций и процессов, характерных для живой клетки, с позиций современной биоорганической химии и молекулярной физики. Он концентрирует внимание на всестороннем рассмотрении протекающих в клетках химических реакций, на ферментах, катализирующих эти реакции, основных принципах обмена веществ и энергии. Впервые приведена классификация химических механизмов ферментативных реакций (нуклеофильное замещение, реакции присоединения, реакции элиминирования, реакции изомеризации и др.). В этом наиболее наглядно проявилась особенность рассмотрения биохимических проблем с позиций биоорганика. Обстоятельно изложены многие вопросы, которым прежде не уделяли должного внимания в курсе биохимии. Это касается в частности количественной оценки сил межмолекулярно-го взаимодействия, принципов упаковки молекул в надмолекулярных структурах (самосборка), кооперативных структурных изменений макромолекул и их комплексов. Приведены основные сведения о структуре и функциях клеточных мембран, об антигенах и рецепторах клеточных поверхностей. Весьма подробно рассмотрены также вопросы фотосинтеза, зрения и ряда других биологических процессов, связанных с поглощением света при этом охарактеризована природа некоторых физических явлений, наблюдаемых при взаимодействии света и вещества. [c.5]

Патология биологических мембран может быть связана с модификацией мембранных липидов (изменением в соотношении липидного состава мембран увеличением или уменьшением насыщенности жирных кислот, входящих в состав мембранных липидов развитием перекисного окисления изменением концентрации в мембране липорастворимых витаминов) нарушением функций мембранных белков (включая рецепторы). Как правило, патологические состояния приводят к комплексной модификации функций мембран, затрагивающей как липидный бислой, так и мембранные ферменты. В этой главе будут рассмотрены наиболее общие процессы, наблюдающиеся при патологии биомембран, и разобраны биохимические механизмы возникновения и развития ряда патологических функций мембранных структур. [c.185]

Внимание многих биохимиков в настоящее время сосредоточено на вопросе о том, камим образом поверхности клеток взаимодействуют с другими биологическими объектам и. На поверхности мембран, например, содержатся группировки, играющие роль антигенов. Антигены — это специфические химические структуры, которые вызывают образование антител, способных специфически связываться с ними. На поверхности эритроцита уже обнаружено около 250 различных антигенных группировок (детерминант). Эти детерминанты определяют группу крови, а аналогичные детерминанты, содержащиеся на поверхностях других клеток, определяют, будет ли отторгнута трансплантированная ткань. Различные бел ки из растений и из других источников действуют как агглютинины, связываясь, подобно антителам, с поверхностными группировками. Вирусы, атакующие клетки, адсорбируются на специфических поверхностных рецепторах, которые могут быть идентичны определенным антигенным детерминантам. Особенно интересно выяснить, каким образом одни клетки решают , что другие клетки являются чужеродными . Повышенный интерес к этой проблеме обусловлен тем, что ее решение может открыть путь к предотвращению реакций отторжения тканей и к лечению серьезных аутоиммунных заболеваний (гл. 16, разд. В.7). [c.372]

Представляется, что описанные выше изменения скорости полуобмена иммуноглобулиновых рецепторов лимфоцитов отражают закономерности обмена самых различных по специфичности рецепторов как лимфоцитов, так и других клеток. Наблюдаемое при активации клеток ускорение обмена рецепторов может быть связано с их агрегацией на клеточной поверхности она подобна агрегации, происходящей при сшивании рецепторов мультивалентным лигандом (см. гл. 1) или антителами, направленными против рецепторного белка (см. гл. 1 и 4), Электронно-микроскопический анализ активированных митоге-нами лимфоцитов подтверждает факт изменения равномерного распределения мембранных структур у этих клеток, формирование кластеров и последующий отрыв от клетки агрегатов мембранных белков вместе с участками клеточной мембраны (С. Быковская и др., 1985). [c.78]

Способность липидных и белковых компонентов мембран к обратимым переходам (в плоскости мембраны) из неупорядоченного состояния в гетерогенное, формированию и исчезновению кластеров имеет прямое отношение к передаче информации через мембрану. Согласно одной из гипотез (У. 5сЫ Гтап, 1982) мембрана, будучи в активном состоянии и в состоянии покоя, различается структурно. Гомогенное, или случайное, распределение мембранных компонентов соответствует так называемому базальному состоянию мембраны. Под действием лигандов, вызывающих латеральные перемещения (т. е. в плоскости мембраны), происходит кластеризация молекул. Это соответствует созданию упорядоченной мембранной структуры — организации по типу решетки . Предполагают, что формирование кластеров или короткоживущих микродоменов в мембране может обеспечивать быстрые функциональные ответы мембранных рецепторов. Описываемая модель удовлетворительно объясняет сложные ответы клетки на внешний сигнал, предполагающие кооперативные взаимодействия, например сигмоидальные и гиперболические зависимости ответа клетки от концентрации эффекторов. [c.17]

Известно, что клетка млекопитающих способна синтезировать ориентировочно З-Ю" различных белков и экспрессировать до 5-10 этих белковых молекул на плазматической мембране в любой момент времени. Совершенно очевидно, что наши представления о биологии мембран лимфоцитов далеко не полны. Это особенно четко видно на примере исследования связей между мембранными структурами и их функциями. Например, в предпринятых недавно попытках создать каталог компонентов мембран выявилось большое число молекул с неизвестной функцией, так называемых молекул- сирот . Эти молекулы были идентифицированы при использовании некоторых схем очистки, но их функциональная роль остается неясной. Обычно при иммунопреципитации с использованием моноклональных антител (МА) против целых клеток нлп мембранных везикул выявляется новая детерминанта, и после этого соответствующие МА пытаются использовать в качестве индукторов или ингибиторов в каком-либо тесте функциональной активности лимфоцитов. Модулируемые МА проявления активности лимфоцитов позволили выяснить связь некоторых неисследованных ранее компонентов плазматических мембран с физиологическими процессами. Примерами таких компонентов мембран могут служить молекула ЬуЬ 2 (ЗиЬЬагао, Мо51ег, 1982), семейство высокомолекулярных гликопротеинов Ьу5 (Уакига е1 а ., 1983) и Т11-рецептор (эритроцитарный) (Меиег е а1., 1984), Однако функции большинства охарактеризованных к настоящему времени мембранных компонентов остаются неизвестными. [c.173]

Как отмечено в обзоре Росса и Джилмана [1], роль структуры и состава плазматической мембраны в регуляции активности аденилатциклазы — одна из наиболее туманных и наименее тщательно документированных областей исследования фермента. Основным наблюдением является то, что солюбилизация плазматических мембран или добавление к ним агентов, разрушающих мембранную структуру, вызывают потерю чувствительности к гормону. Хотя описана солюбилизация Мд2+-зависимой аденилатциклазы, регуляторного N-белка и рецепторов, в настоящее время нет работ, в которых бы сообщалось о получении истинно солюбилизированной гормон-чувствительной активности, которая сохраняла бы специфичность действия гормона. Поэтому, не имея возможности описать исчерпывающим образом работу аденилатциклазного комплекса, в целом, перечислим имеющиеся сведения о структуре, расположении в мембране и взаимодействии его отдельных компонентов. [c.94]

ЛЯ И клеточной дупликации рибосомы как места белкового синтеза митохондрии как мембранные структуры, в которых окислительный метаболизм обеспечивает образование аденозинтрифос-фата мембраны эндоплазматического ретикулума как место метаболических превращений некоторых неполярных молекул, таких как стероиды. В клеточной мембране функционируют векториаль-но организованные механизмы, регулирующие электролитный состав цитоплазмы и обеспечивающие доставку необходимых питательных веществ (гл. 11 и 34). Мембрана обладает многочисленными специализированными рецепторами, которые принимают химические сигналы от других клеток и от внешнего окружения. Внутриклеточные сократительные волокна специфичны для клеток определенного типа цитоплазма представляет собой раствор сотен индивидуальных ферментов, определенным образом направляющих многочисленные метаболические реакции, благодаря которым-питательные вещества превращаются в клеточные компоненты. Сумма всех этих химических процессов и составляет жизнь клетки. [c.17]

По-видимому, в механизме репликации клетки Е.соИ заложен процесс, приводящий к потере репликационного потенциала. Это может быть как специфическая инактивация репликационного комплекса (например, через термоинактивацию или про-теолиз), так и неспецифический процесс старения клетки, связанный, например, с разрушением мембранных структур или ДНК. Ограничение роста лимфоцитарных клеток происходит по существенно более жесткому механизму. Представляется возможным механизм десенситизации рецепторов к специфическим белковым факторам роста. [c.620]

Криптанды образуют комплексы включения криптатного типа криптаты) с пикратамн щелочных металлов (Ма+, К+ или С8+). Криптанды функционируют как переносчики катионов, растворяя пикрат щелочного металла в жидкой хлороформной мембране в виде ионной пары криптат — пикрат (1 1), а затем освобождая его в ннтерфазу наружного водного слоя [149]. Путем сравнения установлено, например, что 5-4 переносит К а+ и К+ гораздо быстрее, чем 5-1. Это означает, что в результате удаления двух кислородсодержащих связывающих центров криптанд превращается из специфического рецептора К (5-1) в специфический переносчик. К+ (5-4). Работа Лена по криптатам позволила создать лиганды, которые в зависимости от структуры могут быть либо рецепторами, либо переносчиками катионов. Наиример, для 5-1 как переносчика эффективность [c.280]

Никаких доказательств того, что процесс образования пятен и шапочки имеет какое-то отношение к стимуляции синтеза антител, не существует. Тем не менее зтот процесс интенсивно изучается, поскольку, возможно, полученные при зтом сведения помогут понять причины высокой подвижности связанных иммуноглобулинов и других рецепторов в клеточных мембранах. Существует предположение, чтО рецепторные молекулы (например, гликофорин) проходят через мембрану и связываются с цитоскелетом , образованным микрофиламента-ми и микротрубочками [97]. Рецептор, находясь в одном из состояний, должен быть свободным, чтобы диффундировать в плоскости мембраны с образованием пятен , зтот процесс не требует затраты знергии. В другом состоянии рецептор должен быть связан с микрофиламента-ми и микротрубочками, движения которых могли бы обеспечивать процесс образования шапочки , требующий знергии. В некоторых случаях инициация синтеза антител в лимфоцитах может происходить при связывании лектинов. Поскольку структура конканавалина А и характер его связывания с углеводными группами (разд. В 3) уже известны, мы надеемся, что исследование взаимодействия лектинов с клеточными поверхностями приблизит нас к пониманию сложных процессов, лежа щих в основе ответа на антиген [98, 99]. [c.386]

Обонятельные рецепторы с биохимической точки зрения изучены меньше, чем зрительные. Известно, что находятся эти рецепторы в слизистой оболочке носа, где пахучие вещества взаимодействуют с липиднобелковыми структурами мембран, адсорбируются и десорбируются, приводя к возникновению пор в липидах. Это вызывает изменения в работе К -насоса, в результате возникают электрические импульсы, передающиеся далее в обонятельные луковицы ЦНС. Вид запаха и его сила зависят не только от строения молекулы пахучего вещества, но даже в большей мере от ее взаимодействия с белком рецептора. Например, цис-гексе-наль и трякс-гексеналь имеют очень сходное строение, но вызывают очень разные запахи. [c.112]

Апобелки выполняют не только структурную функцию, но и обеспечивают активное участие комплексов ЛП в транспорте липидов в токе крови от мест их синтеза к клеткам периферических тканей, а также обратный транспорт холестерина в печень для дальнейших метаболических превращений. Апобелки выполняют функцию лигандов во взаимодействии ЛП со специфическими рецепторами на клеточных мембранах, регулируя тем самым гомеостаз холестерина в клетках и в организме в целом. Не меньшее значение имеет также регуляция апобелками активности ряда основных ферментов липидного обмена лецитин-холестеролацилтрансферазы, липопротеинлипазы, печеночной триглицеридлипазы. Структура и концентрация в плазме крови каждого апобелка находится под генетическим контролем, в то время как содержание липидов в большей степени подвержено влиянию диетических и других факторов. [c.576]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология