Воротные токи

Воротные токи для калиевого канала пока еще не измерены, тем не менее можно предположить, что в нем также существуют воротный механизм и селективный фильтр. Подобно натрие- [c.155]

Б — воротный ток в условиях полной замены Na+ на трис (1), Na+-TOK, записанный на том же аксоне в обычных условиях в морской воде (2) [c.181]

Воротный ток и Ма -проводимость подавляются ионами Zn, введенными внутрь клетки, а также действием ультрафиолетового света с длиной волны 280 нм. [c.182]

Природа, воротных токов может состоять в том, что асимметричный ток смещения обусловлен не перемещением заряженных групп через мембрану, а кооперативным изменением ориентации диполей, выстилающих внутреннюю полость канала. Прохождение иона через канал зависит от его взаимодействия с дипольными группировками, которое определяет электростатическую энергию иона (см. 5 гл. XX). Переориентация диполей может существенно изменить энергию взаимодействия иона с окружением в канале и тем самым вероятность попадания иона в канал. Кроме того, изменение ориентации диполей может сопровождаться конформационной перестройкой, изменяющей геометрию канала, что может также сказаться на концентрации ионов в канале и их подвижности, т. е. на пропускной способности канала. [c.187]

Воротные токи. При построении своей модели Ходжкин и Хаксли предположили, что ворота, управляюш,ие проницаемостью натриевых каналов, должны обладать дипольным моментом. В связи с этим при любых изменениях конформации таких ворот должна возникать разность потенциалов, суммирующаяся с общим мембранным потенциалом. Однако эта разность настолько мала, что зарегистрировать ее стало возможным лишь в начале 1970-х годов после разработки методов накопления и усреднения нескольких тысяч ответов на раздражение. Полагают, что исследование токов, возникающих при изменениях конформации ворот воротных токов ), поможет получить новые данные о молекулярных механизмах функции ворот и регуляции проницаемости ионных каналов (рис. 7.7А). [c.159]

Физическая интерпретация модели Ходжкина-Хаксли требовала наличия внутри мембраны некоторых заряженных частиц, причем эти частицы должны передвигаться в зависимости от внешнего электрического поля. Таким образом, для подтверждения второго постулата модели необходимо было зарегистрировать перемещения заряженных частиц внутри мембраны при изменении мембранного потенциала, то есть зарегистрировать так называемые воротные токи. Трудность обнаружения воротных токов заключалась в том, что активирующих частиц внутри мембраны очень мало и, следовательно, мало значение воротного тока по сравнению с ионными токами, проходящими через мембрану. [c.96]

Для обнаружения воротных токов с помощью блокаторов ТТХ и ТЭА, а также заменой ионов Ма в наружном растворе на ионы триса, исключали ионные токи затем ступеньками меняли напряжение на мембране и регистрировали появление воротного тока натриевого канала, который оказался в 10 раз слабее натриевого тока. [c.96]

Изменение во времени воротного тока в аксоне кальмара было взаимосвязано с изменением натриевого тока. Таким образом на опыте было показано существование воротных токов, предсказанных в модели Ходжкина-Хаксли. [c.96]

Ионные каналы имеют два фундаментальных свойства они способны избирательно пропускать ионы и имеют механизм контроля за скоростью перемещения ионов — воротные токи. Однако избирательность каналов для определенных ионов не является абсолютной, так как они могут в определенной степени [c.248]

Долгое время оставался неизвестным механизм открывания и закрывания каналов. И только в последние годы было обнаружено перемещение зарядов или заряженных групп в мембране аксона кальмара при деполяризации — воротный ток. Оказалось, что раньше натриевого входящего тока регистрируется ток, меньший натриевого в 300 раз и составляющий 0,13—0,14 пкА/мкм . Это соответствует перемещению приблизительно 300 зарядов на I мкм мембраны, что подтверждается данными по десорбции бирюзового прямого светопрочного (БП). Десорбция БП усиливается при увеличении pH внешнего раствора, снижении в нем концентрации ионов кальция и при других условиях, активирующих натриевую проводимость. [c.53]

Na -канала частично обусловлена, видимо, тем, что он является не только высокоизбирательной порой в мембране, но и содержит структуру, воспринимающую напряжение (сенсор напряжения). Заряженные группы этой структуры реагируют на изменение мембранного потенциала во время потенциала действия и передают информацию на ту часть канала, которая составляет пору в мембране. Действительно, до начала потока натрия через мембрану выявляется поток через канал (так называемый воротный ток), обусловленный движением заряженных групп в белке. [c.330]

Измерение воротного тока производится следующим образом. Ионные токи уменьшают, насколько это возможно. После этого изменяют электрическое поле, чем вызывается внутримембран-ное перемещение зарядов, и наблюдают ток. Его основная составляющая, по-видимому, относится к активации Ка -каналов (Кейнес). [c.381]

Моделировались движения молекул воды в узкой части поры канала К+ ( 0,3 нм-0,5 нм), через которую проходят ионы (Грин, 1991). Оказалось, что наличие в стенках каналов заряженных групп белка (СОО , МН ) так изменяет характер движения воды внутри поры, переводя воду в связанное состояние, что молекулы воды закрывают узкое место канала и блокируют тем самым прохождение ионов. Подобные механизмы могут лежать в основе управления ионной проницаемостью канала (см. Воротные токи, гл. ХХП1). [c.124]

Если в мембране действительно находятся заряженные частицы, способные пе-ремеш аться в электрическом поле, то, очевидно, можно зарегестрировать ток, обусловленный перемеш ением этих воротных частиц. Недавно удалось экспериментально обнаружить движение воротного заряда, или воротный ток. [c.180]

Основная трудность регистрации воротных токов состоит в том, что необходимо исключить или свести к минимуму влияние ионных токов, обычного емкостного тока шумов. Для исключения ионного тока аксон кальмара нерфузиро-вали снаружи и изнутри растворами, содержащими непроникающие ионы, а также блокаторы ионных токов — тетродотоксин и тетраэтиламмоний. С помощью ЭВМ производили суммацию кривых тока, полученных в режиме фиксации потенциала в ответ на приложение к мембране одинакового числа равных по амплитуде гиперполяризующих и деполяризующих импульсов. Любой остающийся в результате этой операции емкостный ток является асимметричным и может быть воротным током. [c.181]

Воротный ток в сравнении с током Ма показан на рис. XXIII. 14. В приведенном опыте 95% Ма в наружном растворе заменены на ионы триса. Из рис. XXIII.14 видно, что Ма -току, значение которого в этих условиях значительно меньше, чем обычно, предшествует кратковременный выходящий ток (воротный ток). Если из [c.181]

Воротный ток Ig и натриевый ток /Na в аксоне кальмара (по С. М. Armstrong, 1975) А — 95% Na+ заменено на ионы триса [c.181]

Воротные токи в простейшей интерпретации рассматривают как следствие перескока т-частиц в процессе активации Ма -каналов мембраны. Однако перескок нескольких заряженных групп через всю толш у мембраны выглядит маловероятным. Скорее всего, токи смеш ения обусловлены относительно небольшими смеш ениями заряженных групп в воротном устройстве канала. Тем не менее если предположить, что т-частицы испытывают только небольшие смеш ения (порядка нескольких десятых нанометра), то окажется, что перепад энергии между двумя устойчивыми состояниями для воротных частиц крайне мал и составляет с гРЬ/к, где к — толш ина мембраны, 8 — расстояние, на которое могут перемеш аться воротные частицы. Однако в этом случае величина смеш енного заряда, определяемая по формуле [c.184]

Особенности воротных токов. Расшифровка полной макромолекулярной структуры дает возможность понять механизмы, лежаш ие в основе кинетических закономерностей открытия, закрытия и инактивации ионных каналов. Основная проблема здесь состоит в идентификации конкретных молекулярных групп, выполняюш их роль воротных зарядов, которые соответственно изменяют свое состояние, переме-ш аясь под действием внешнего электрического поля. Мы уже видели роль зарядов в этих процессах в канале (гл. XXI, 7). Отметим, что цикл открытие-закрытие не связан с разрывом или образованием каких-либо ковалентных химических связей, а по-видимому включает каскад конформационных изменений белка канала. Пороговый характер и высокая скорость открытия отдельных закрытых каналов указывает также на согласованный кооперативный характер этих процессов. [c.184]

Проводимость каналов. Воротные токи. Изменение потоков Ма и К ( На и г к) во время потенциала действия (рис. 16.1) обеспечивается двумя типами ионных каналов для Ма и К, проводимость которых по-разному меняется в зависимости от электрического потенциала на мембране. Ма - проводимость быстро нарастает и затем быстро экспоненциально уменьшается. Калиевая проводимость нарастает по 5-образной кривой и за 5 - 6 мс выходит на постоянный уровень. Восстановление натриевой проводимости до исходных значений происходит в 10 раз быстрее, чем калиевой проводимости. Вопрос о том, каким образом проводимость ионных каналов управляется электрическим полем, является одним из центральных в биофизике мембранных процессов. В модели Ходжкина - Хаксли предполагается, что проводимость для ионов Ма и К регулируется некоторыми положительно заряженными управляющими частицами, которые перемешаются в мембране при изменениях электрического поля. Смещение положения этих частиц в мембране зависит от приложенного потенциала и соответствующим образом открывает или закрывает ионный канал. Считается, что в случае калиевой проводимости имеются четыре активирующие канальную проводимость частицы. В случае Ма - канала предполагается наличие трех активирующих частиц, необходимых для открывания, и одной инактивирующей частицы-для закрывания канала. На основе этих предположений удалось построить математическую модель, с высокой точностью воспроизводящую нервный импульс. Главное достижение состоит в разделении трансмембранных токов на отдельные компоненты (г на и г к) и в экспериментальном изучении их свойств. В функциональной структуре канала были выделены элементы, ответственные за механизмы селекции ионов (селективный фильтр), активации (активационные ворота) и инактивации канала (инактивационные ворота) (рис. 16.2). Движение заряженных управляющих частиц в канале (воротных частиц) обнаруживается экспериментально по возникновению воротных токов. Они появляются в результате смещения частиц в мембране под влиянием наложенного на мембрану электрического импульса. Удалось обнаружить воротные токи смещения, связанные с частицами, отрывающими Ма-канал. Вместе с [c.154]

Как уже говорилось, открывание, закрывание и инак-тивирование каналов регулируется потенциалом на мембране. Очевидно, изменение потенциала приводит в движение какие-то заряженные участки ( ворота ) в канале, и это движение открывает или закрывает канал. Движение заряженных частиц должно сопровождаться слабым током, который предшествует основному току, вызванному движением ионов Na+или К+через канал. Такие очень кратковременные и слабые воротные токи сейчас обнаружены. [c.168]

Мембранные компоненты химически не инертны. Они сами подвержены метаболическим превращениям под действием окислительных ферментов, низкомолекулярных катализаторов, протеаз, фосфолипаз, гликозилтрансфераз и др. Явления эндо- и экзоцитоза, изменение вязкости и сопротивления электрическому току плазматической мембраны во время генерации потенциала действия, движения (а может быть, и перераспределения) заряженных групп в период воротного тока, обмен и движение компонентов, изменение сорбционных свойств мембраны, набухание примембранных слоев, изменение плотности упаковки липидов и толщины мембраны в зависимости от физиологического состояния клетки свидетельствуют о том, что биологические мембраны являются весьма подвижными образованиями. Они обладают высокой текучестью своих компонентов, а также (что не исключено) целых мембранных локусов, движением молекул в монослоях, обменной диффузией молекул между монослоями и движением монослоев относительно друг друга. [c.72]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология