Клеточная поверхность

Принцип гормон-рецепторного комплекса был постулирован уже и начале столетия П. Эрлихом. Рецепторы гормона локализуются или на клеточной поверхности (клеточные мембраны), нли в цитоплазме клетки. Интересующие нас пептидные или белковые гормоны вступают во взаимодействие с рецепторами, связанными с клеточными мембранами. Первое экспериментальное доказательство наличия связанного с мембраной рецептора удалось получить лишь в 1969—1970 гг. при использовании меченых пептидных гормонов (АКТГ, инсулин, ангиотензин) [571—573]. Затем были установлены специфические рецепторы всех гормонов, и гормон-ре-цепторная концепция стала быстро развиваться. Здесь нужно сослаться на прекрасный обзор Любке и сотр. [574], посвященный этому вопросу. [c.234]

Установлено, что если в покое поверхность клетки заряжена положительно по отношению к ее внутреннему содержимому, то при возбуждении соответствующий участок поверхности приобретает отрицательный потенциал. Происходит реверсия ( извращение ) разности потенциалов клеточной поверхности, причем величина потенциала действия может вдвое превышать величину потенциала покоя. Для нервов амфибий величина потенциала действия определена в 108 мв, для волокон сердечной мышцы теплокровных — в 135 мв. [c.53]

Функциональная роль отдельных экзонов при рассмотрении случаев альтернативного сплайсинга, возможно, прояснится на примере гена позвоночных, кодирующего полипептидные компоненты целой серии гликопротеидов — фибронектинов, секретируемых клеткой. Некоторые типы фибронектинов, являясь компонентами внеклеточного матрикса, связываются с клеткой и определяют свойства ее поверхности, другие находятся в плазме крови. Разные типы фибронектинов образуются путем альтернативного сплайсинга. Фибронектин плазмы, который не связан с клеточной поверхностью, синтезируется на мРИК, не содержащей одного из экзонов, возможно как раз того, который кодирует участок молекулы белка, отвечающий за связывание с клеткой. [c.183]

Подобно бактериям, клетки высших растений и животных часто покрыты внеклеточным материалом. Так, растительные клетки имеют жесткую стенку, содержащую в большом количестве целлюлозу и другие полимерные углеводы. Клетки, расположенные на наружных поверхностях растений, бывают покрыты восковым слоем. Клетки животных снаружи обычно защищены гликопротеидами — комплексами углеводов со специфическими белками клеточной поверхности. Пространство между клетками заполнено такими цементирующими веществами , как пектины у растений и гиалуроновая кислота у животных. Нерастворимые белки —коллаген и эластин — секретируются клетками соединительной ткани. Клетки, лежащие на поверхности (эпителиальные или эндотелиальные), нередко граничат с другой стороны с тонкой, содержащей коллаген базальной мембраной (рис. 1-3). Часто в результате совместного действия клеток различного типа происходит отложение неорганических соединений — фосфата кальция (в костях), карбоната кальция (скорлупа яиц и спикулы губок), окиси кремния (раковины Диатомовых водорослей) и т. п. Таким образом, обмен веществ в значительной мере протекает вне клеток. [c.37]

Поразительная генетическая изменчивость поверхности эритроцитов отчетливо видна на примере групп крови человека [77]. Особенно ясно это проявляется в системе ABO, впервые описанной Ландштейнером в 1900 г. Согласно этой системе, люди делятся на четыре группы А, В, АВ и О. При смешении крови людей одной и той же группы клетки не слипаются, однако в сыворотке людей группы О содержатся антитела, способные агглютинировать эритроциты людей, принадлежащих к группам А и В . Сыворотка крови группы В вызывает слипание эритроцитов группы А, и наоборот. Это явление обусловлено присутствием на клеточной поверхности специфических антигенов, состоящих из сильно разветвленных олигосахаридов, содержащих L-фукозу. Такие антигены [c.375]

Связывание антител с клеточными поверхностями [c.385]

Липиды клеточной поверхности [c.550]

Ко второй группе относят функционально-специфические методы (или биотесты) определения биологической активности гормонов. Они основаны на сопоставлении действия гормонов на физиологические функции органов или клеток-мишеней. Благодаря функциональной специфичности ответа ткани-мишени, она будет узнавать только молекулы, обладающие по отношению к ней определенной биологической активностью, в то время как другие молекулы, даже с очень сходной структурой, никакого ответа в клетках-мишенях не вызовут и, следовательно, не будут определены с помощью данного биотеста. Необходимо отметить, что величина специфического ответа клеточной культуры на действие гормона пропорциональна количеству занятых рецепторов клеточной поверхности и поэтому зависит от концентрации биологически активного вещества в пробе, действию которого подвергают ткань-мишень. На практике при биотестировании сравнивают величины ответа ткани-мишени после инкубации с тестируемым и контрольным (стандартным) растворами. [c.318]

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]

Эти молекулы распределены на клеточной поверхности столь же неравномерно, как горсть горошин, брошенная на землю. Иначе говоря, распределение молекул на поверхности носит случайный характер, то есть имеются места, где плотность адсорбированных молекул выше средней, н наоборот. Предполагается, что, когда на данном участке поверхности клетки плотность адсорбированных молекул [c.133]

Ряд вопросов, однако, до сих пор остается нерешенным. Это, в частности, вопросы о количестве всасывающихся небольших пептидов и месте их гидролиза (на клеточной поверхности или внутриклеточно), а также основная проблема выяснение молекулярных механизмов работы транспортных систем. [c.426]

Полимеры сахаров присутствуют во всех клетках и выполняют множество функций. Так, целлюлоза придает прочность зеленым растениям, хитин обусловливает прочность скелета членистоногих. Гиалуроно-вые кислоты и другие мукополисахариды образуют защитную прослойку между животными клетками, а пектины и родственные полисахариды играют аналогичную роль в растениях. Клеточные поверхности обычно покрыты слоем полисахаридов самой разной структуры. Различия в структуре полисахаридов, составляющих этот наружный слой, весьма важны, поскольку обусловливают иммунологическую индивидуальность организмов. Крахмал, гликоген и другие запасные полисахариды представляют собой легко мобилизуемые пищевые ресурсы клеток [35 а]. [c.114]

Пока нет еще четкой концепции о роли сфинголипидов, на имеется ряд наблюдений и высказано несколько интересных догадок [13]. Как уже отмечалось, сфинголипиды связаны с адгезией клеток, их распознаванием, иммунологической специфичностью, синаптической передачей и рецепторными свойствами клеточных поверхностей. Ниже мы обсудим некоторые-данные, которые могут быть использованы при создании моде ли функционирования ганглиозидов. [c.51]

Возникает целый ряд вопросов об участвующих здесь механизмах и молекулярных процессах. Какова молекулярная природа постулированного градиента и молекул клеточной поверхности, которые, как предполагается, необходимы для узнавания и специфичности контакта Какого рода молекулярные изменения превращают лабильный синапс в стабильный Какими химическими или физическими процессами они запускаются Нейромышечный синапс служит лучшей экспериментальной моделью для ответа на два последних вопроса. Мы уже отметили несколько примеров взаимодействия нервных и мышечных волокон и кратко обсудили молекулярные механизмы этих процессов (гл. 9). Необходимо также иметь в виду изменения в постсинаптической мембране, которые следуют за денервацией, т. е. прерыванием синаптической активности (гипер-сенситизацией, с. 264). Однако такие эксперименты не дают ответа на наши вопросы, а только свидетельствуют о способности к изменениям (пластичности) синаптических компонентов. Синаптическая пластичность не только интересна для понимания механизмов развития нервной системы, но, как указано выше, также для моделирования высших функций, таких, как обучение и память. Мы рассмотрим их в последующих разделах. [c.332]

Краткое рассмотрение различных представителей микромира, занимающих определенные этажи размеров, показывает, что, как правило, величина объектов определенно связана с их структурной сложностью. Нижний предел размеров свободноживущего одноклеточного организма определяется пространством, требуемым для упаковки внутри клетки аппарата, необходимого для независимого существования. Ограничение верхнего предела размеров микроорганизмов определяется, по современным представлениям, соотношениями между клеточной поверхностью и объемом. При увеличении клеточных размеров поверхность возрастает в квадрате, а объем — в кубе, поэтому соотношение между этими величинами сдвигается в сторону последнего. У микроорганизмов по сравнению с макроорганизмами очень велико отношение поверхности к объему. Это создает благоприятные условия для активного обмена между микроорганизмами и внешней средой. И действительно, метаболическая активность микроорганизмов, измеренная по разным показателям, в расчете на единицу биомассы намного выше, чем у более крупных клеток. Поэтому представляется закономерным, что низшие формы жизни могли возникнуть и в настоящее время могут существовать только на базе малых размеров, так как последние создают целый ряд преимуществ, обеспечивающих жизнеспособность этим формам жизни. [c.23]

Липид А — главным образом дисахарид, состоящий из двух остатков В-глюкозамина, к одному из гидроксилов которого присоединен кор, а остальные гидроксилы и обе аминогруппы ацилированы высшими жирными кислотами, что и придает фрагменту высоко гидрофобный, липидный характер. Благодаря этому липидный фрагмент липопо-лисахарида погружен (можно было бы сказать, растворен или, еще точнее, вплавлен) в липидную мембрану клетки, что и обеспечивает прочную связь всей молекулы с клеточной поверхностью. Остальная часть молекулы, полисахаридная и, следовательно, высоко гидрофильная, обращена в водную среду, окружающую бактериальную клетку. [c.46]

Однако если у низших организмов сАМР используется как гормон, то у более высокоорганизованных животных такое его использование оказывается невозможным из-за высокой метаболической лабильности этого соединения. В результате дело обстоит так, что в нашем организме такие гормоны, как глюкагон и адреналин, переносят сигнал к клеточной поверхности, где они связываются с рецепторами и стимулируют образование сАМР. Это в свою очередь приводит к мобилизации метаболических ресурсов клетки, в частности гликогена и триглицеридов, что в точности соответствует реакции клетки на голодание. Согласно схеме, предложенной Томпкинсом, гормоны вырабатываются сенсорными клетками при прямом воздействии сигналов среды затем поступая с кровью в более отдаленно расположенные клетки- 0тветчи -ки , Активируют их. Картлну можно- дредстамщь [c.317]

РИС. 16-15. Схематическое изображение возможной роли поверхностных гликозилтраис-фераз и их субстратов в процессе слипания клеток. Клетки А и Б содержат как субстраты (К-содержащие группы), так и ферменты с немаскированными активными центрами. Предполагается, что по завершении реакции происходит изменение структуры клеточной поверхности этим, возможно, объясняются некоторые контактные явления, в частности контактное ингибирование и индукция, а — первоначальное слипание в результате образования комплекса трансферазы с субстратом б — завершение реакции, приводящее к изменению свойств клеток в — разъединение клеток [168]. [c.359]

Мембранные рецепторные молекулы — белки, гликонротепды и др.— участвуют в важнейших биологических явлениях. О формировании иммунитета рассказано в 4,8 и 17.11. Межклеточные взаимодействия, ответственные за морфогенез (см. 17.10), осуществляются посредством молекулярных, химических сигналов. Это доказывается прямыми опытами, в которых взаимодействие клеток нарушалось введением между ними кусочка целлофана. При замене целлофана агаром взаимодействие восстанавливалось. Давно было показано, что разделенные клетки губки объединяются вновь при помещении в морскую воду, причем образуются вполне сформированные маленькие губки. Регенерация оказывается видоспецифической. Очевидно, что узнавание, приводящее к упорядочению клеток, требует молекулярной сигнализации, контакта и адгезии клеточных поверхностей. [c.358]

Образованные плазматической мембраной пузырьки в некоторых случаях отшнуровываются в цитоплазму и сливаются с лизосомами. Таким путем клетка может заглатывать плотные частицы (фагоцитоз) или капельки (ииноцитоз) из окружающей среды. На поверхности клеток, функция которых состоит в секреции или поглощении определенных веществ из внеклеточной среды (например, клетки, выстилающие почечные канальцы, или секреторные клетки поджелудочной железы), обычно имеются тончайшие выросты — микроворсиики, которые значительно увеличивают клеточную поверхность. В некоторых случаях отростки соседних клеток соприкасаются друг с другом, обеспечивая тем самым более тесный контакт между клетками. [c.29]

У некоторых микроорганизмов они входят в состав целлюлосомы - белкового комплекса, находящегося на клеточной поверхности. Эти ферменты следующие [c.297]

Поиск нейронспецифических белков, связанных с генетическими нервными заболеваниями, очень сложен, однако перспективен. Примером является белок Pel Duarte (специфический белок мозга), наличие которого связывают с заболеванием шизофренией [12]. Все возрастающее число специфических компонентов нервной системы открываютс помощью иммунологических методов. Так как их функция неизвестна, они обозначаются символами NS1, NS2, L1 и т. д. (NS — антиген нервной системы). Применение техники моноклональных антител ведет к открытию антигенов клеточной поверхности, специфичных для различных типов клеток нервной системы. Таким способом обнаружен фактор адгезии нейрональных клеток (N- AM), который, по-видимому, играет важную роль в развитии нервной системы [13]. Мы вернемся к этому в следующей главе. Установлено, что мозг экспрессирует 30 ООО генов, продукты которых все еще ждут исследования. [c.315]

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]

На каких химических принципах основана модификация компонентов клеточной поверхности с использованием в качестве реагентов следующих соединений а) лактопероксидазы, б) галактозооксида-зы, в) формилметионилсульфонметилфосфата, г) диазониевой соли дииодосульфаниловой кислоты, д) флуоресцирующих антител, е) антител, связанных с ферритином. Напишите уравнения соответствующих химических реакций. Укажите, какие поверхностные группы модифицируются. Перечислите преимущества указанных реагентов. [c.398]

Ингибирование ферментов лежит в основе действия антибиотиков и других химиотерапевтических препаратов (см., например, дополнение 6-А). Однако многие лекарственные препараты взаимодействуют с рецепторами, расположенными на клеточной поверхности, которые не являются ферментами в обычном смысле этого слова. Согласно теории рецепторов, разработанной примерно в 1937 г., близкие по структуре лекарственные препараты часто оказывают аналогичное действие, поскольку связываются с одним и тем же рецептором. В нормальных условиях рецептор может связывать гормон, нейромедиатор или какой-либо метаболит, структурно близкий лекарственному препарату. С"вязывание с соответствующим рецептором препаратов одного класса, называемых в фармакологической литературе агонистами, вызывает в клетке ту же реакцию, что и связывание гормона. В то же время соединения с родственной структурой могут. действовать и как антагонисты связывание их с рецептором не вызывает должного ответа. Вза имоотношения агониста и антагониста часто носят конкурентный характер, подобный конкурентному ингибированию ферментов. [c.32]

Такая теория вполне объясняет существование очень низких пороговых концентраций у многих пахучих веществ, особенно при рассмотрении этих фактов в связи с идеями Дэвиса и Тэйлора, описанными в главе XIII. Эти авторы вычисляли значения пороговых концентраций, учитывая тенденцию молекул скапливаться на определенном участке клеточной поверхности и их способность к пробиванию клеточной мембраны. Они предполагали, что пробивающая способность прямо пропорциональна площади поперечного сечения молекулы. Согласно нашей теории, значения пороговых концентраций можно было бы рассчитывать почти таким же образом, за исключением того, что там, где они использовали площадь поперечного сечения молекулы, мы использовали бы силу связи между молекулой пахучего вещества и молекулой обонятельного пигмента. Эта сила, вероятно, была бы связана — по крайней мере частично — с размером молекулы пахучего вещества, так что численное соответствие пороговых концентраций, рассчитанных Дэвисом и Тэйлором, наблюдаемым в эксперименте вовсе не удивительно. [c.206]

Способ, благодаря которому кремнезем собирается около зародышей полимеризации в специфических центрах организма, остается вопросом предположений и гипотез. Для того чтобы образовались твердые частицы кремнезема в сусиензии в водной среде, необходимо сильное пересыщение раствора мономера, Однако если какое-либо органическое вещество оказывается способным адсорбировать монослой кремневой кислоты, которая затем полимеризуется до образования пленки кремнезема, то кремнезем будет продолжать осаждаться на таком участке нз раствора при условии небольшого пересыщения в этой области. Так, на основании изучения состава стенок клеток нескольких разновидностей диатомей Хекки и др, [390в] предположили, что кремневая кислота способна связываться на богатой гидроксильными группами клеточной поверхности белка, на которой содержатся большие количества серина и тропеонина. Такой белковый слой удерживается на полисахаридах клеточной стенки. Гидроксильные группы аминокислотных сегментов полисахаридов формируют поверхность, на ко- [c.1088]

Строение и подвижность полярных липидов, не относящихся к фосфолипидам, изучены мало, однако выяснено, что они также способны к фазовому переходу типа гель — жидкие кристаллы [8]. Гликолипиды образуют бислои, толщина и площадь которых (в пересчете на молекулу) сходны с таковыми для фосфолипидов. Интересно отметить, что температура фазового перехода экстрагированных из мозга мясного скота цереброзидов составляет около 70 °С из-за преобладания в них 24 0- и 24 1-алкильных цепей физиологическое значение такой высокой температуры фазового перехода не очень понятно. Температуры фазового перехода моно-и дигалактозилглицериноБ из хлоропластов, напротив, лежат ниже 0°С и, следовательно, при физиологической температуре эти липиды находятся в жидкокристаллической фазе. Разнообразие остатков, находящихся в области полярных головок гликолипидов, должно влиять на свойства клеточных поверхностей например, групповая специфичность крови связана с гликопротепнами и гли-колипидами мембраны эритроцитов. [c.118]

Еще сравнительно недавно протеиназы традиционно связывали только с процессами переваривания. В настоящее время появляется все больше данных о более широкой биологической роли протеолитических ферментов органов и тканей в регуляции ряда вне- и внутриклеточных процессов. Некоторые протеиназы выполняют защитную функцию (свертывание крови, система комплемента, лизис клеток), другие генерируют гормоны, токсины, вазоактивные агенты (ангиотензин, кинины). Ряд протеиназ регулирует образование пищеварительных ферментов, взаимодействие между клетками и клеточными поверхностями, процессы фертилизации (хитин-синтетаза) и дифференциации. Регуляция в большинстве случаев предусматривает превращение неактивного предшественника в активный белок путем отщепления ограниченного числа пептидов. Этот процесс, впервые описанный К. Линдерстрем-Лангом еще в 50-е годы, в последнее время называют ограниченным протеолизом. Значение его очень важно для понимания сущности биологического синтеза в клетках неактивных пре-и пробелков. Кроме того, этот процесс нашел широкое практическое применение в лабораториях и промышленности. В регуляции действия протеолитических ферментов участвуют также ингибиторы протеиназ белковой природы, открытые не только в поджелудочной железе, но и в плазме крови, курином яйце и т.д. [c.423]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология