Мембранные белки транспортные

Процессы транспорта, будь то облегченный или активный транспорт, представляются весьма сложными и протекают с участием нескольких мембранных белков. Иногда для описания транспортной системы используют термин пермеаза. В связи с тем что количества белков, вовлеченных в транспорт веществ, незначительны, для изучения транспортных систем были использованы методы генетического анализа. Можно надеяться, чго с помощью этих методов удастся определить число генов, детерминирующих белки, которые участвуют в переносе конкретных соединений через мембраны. [c.358]

Наружные мембраны клеток отличаются от внутренних по липидному составу (последние почти не содержат стеринов, имеют соотношение ФХ/ФЭ > 1) и обладают специфическим набором ферментов и рецепторов. Как правило, белки плазматических мембран со стороны внеклеточной среды обильно гликозилированы. Внутриклеточные мембраны содержат мало гликопротеинов и гликолипидов и характеризуются меньшей микровязкостью. Благодаря этому они могут образовывать органеллы малого размера. Мембранные белки выполняют различные специфические функции рецепторные, транспортные, ферментативные, энергопреобразующие и т.д. (см. далее). [c.303]

Ядерные мембраны содержат белки, липиды, РНК и ДНК. Функции мембран барьерная, транспортная и организаторская (например, в пространственной организации хроматина). [c.48]

БеЛки и пептиды занимают особое место среди биологически важных веществ. Они не имеют себе равных по многообразию и спектру выполняемых ими биологических функций и участвуют, по существу, во всех процессах жизнедеятельности. Среди них мы встречаем ферменты, гормоны, антибиотики, токсины, белки-рецепторы и белки-регуляторы белки образуют строительный материал тканей и органов, лежат в основе защитных систем живого организма (антитела, интерфероны и т. п.), являются ключевыми элементами всех биологических транспортных и энергетических систем. Несмотря на то что многие белки уже хорошо изучены, перед исследователем предстают новые неизведанные просторы мира белков, и в этом отношении надо говорить лишь о нашем вступлении в этот удивительный и загадочный мир. Если вы стремитесь найти новый белок, прослеживая его роль по определенной биологической функции, то сейчас все чаще и чаще вам приходится встречаться с белками новых типов, меняющими наши традиционные представления о свойствах белка и принципах проявления его активности. Это и мембранные белки, существующие и действующие в неполярных средах, и белки рецепторных систем, способные к скачкообразному изменению своей пространственной структуры и, наконец, огромные по размеру белки-ансамбли, с молекулярным весом, достигающим многих сотен тысяч. Все это ставит перед исследователем сложнейшие проблемы, заставляет его постоянно обновлять свой методический арсенал, а колоссальные темпы развития современной науки и стремительный прогресс в изучении живой материи обязывают его находить и идентифицировать эти белки точно и в кратчайшие сроки, отводя не так уж много времени для полного распознания всех уровней структурной организации белка. Это естественно, поскольку настоящее изучение белка, подступ к пониманию его функционирования, начинается лишь тогда, когда структура белка уже расшифрована. [c.3]

Глюкоза, аминокислоты и ионы диффундируют из фильтрата в клетки проксимального извитого канальца, откуда активно переносятся транспортными системами плазматической мембраны в межклеточные пространства и щели лабиринта с помощью встроенных в мембрану белков-переносчиков. [c.27]

Бактерии с двойными мембранами обладают транспортными системами, которые зависят от водорастворимых субстрат - связывающих белков 393 [c.513]

Согласно современным представлениям, в биологических мембранах имеются ионные насосы, работающие за счет свободной энергии гидролиза АТФ, - специальные системы интегральных белков (транспортные АТФазы). [c.44]

В области температурных фазовых переходов таких липидов отмечается изменение каталитических и транспортных свойств белков. Общая доля кольцевых липидов довольно велика — около 20%. Доказано, что можно изменять активность мембранных белков изменением связанных с ними липидов. [c.109]

Мембранный потенциал, возникающий в ходе работы ионных систем, как и других систем, рассматриваемых ниже, например электрон-транспортной цепи (см. разд. 1У.З), используемый клеткой на разнообразные нужды. Он стабилизирует мембрану, управляет работой мембранных белков, контролирует межклеточные взаимодействия. Ионные градиенты всей совокупностью процессов [c.103]

Важно подчеркнуть, что иногда одновременно с индукцией белковых компонентов необходим синтез фосфолипидов, в отсутствие которого транспортная система остается малоактивной. Это связано с тем, что мембранные белки нормально функционируют, когда они находятся в контакте с липидами. Активирующее действие этих соединений может быть двояким. Во-первых, в присутствии липидов может меняться форма молекулы мембранного белка, так что его активный центр становится доступным для субстрата. Во-вторых, липиды могут играть роль организатора ансамбля, состоящего из нескольких мембранных белков. [c.62]

Реальные транспортные системы часто включают более одного белкового компонента, а интегральные мембранные белки- переносчики многократно пересекают мембрану, образуя в ней сложную гидрофильную структуру. Молекулярные механизмы транслокации субстрата через такие структуры остаются до конца не расшифрованными. [c.103]

Чаще всего в аффинной хроматографии используются сефарозы, к которым пришиваются реагенты, связывающие мембранные белки, в том числе транспортные (лиганд — транспортируемые вещества), белки-ферменты (лиганд — ингибитор или кофактор соответствующего фермента), гликопротеины (лиганд — конканавалин А), мембраны (лиганд — гормоны), антитела (лиганд — бромциан), целые клетки некоторых опухолей (лиганд — часто конканавалин А). [c.111]

Согласно теоретическим соображениям, для транспортного процесса необходимо, чтобы транспортирующие белки находились в мембране в форме агрегатов из близких по размеру двух или более полипептидных цепей (их размер должен соответствовать толщине мембраны). Предполагается, что вдоль центральной оси этого агрегата проходит наполненный водой канал. Если этот агрегат представляет собой димер из двух идентичных полипептидных цепей, он должен иметь ось симметрии, параллельную этому каналу, т. е. перпендикулярную плоскости мембраны. Активный центр, специфичный к транспортируемому лиганду, должен располагаться в полипептидной зоне внутри канала. При активном транспорте в одном из двух структурных состояний полипептидного агрегата активный центр обращен к водной фазе на одной стороне мембраны. Конформационное изменение полипептидной цепи, происходящее за счет поставляемой энергии, вероятно, позволяет связанному лиганду повернуться к другой стороне мембраны. Этот механизм находится в соответствии с концепцией фиксированных пор или каналов в плазматической мембране, образованных за счет специфической организации мембранных белков, а также согласуется с данными об асимметрии в расположении мембранных компонентов и о наличии белковых молекул, прошивающих всю толщу мембраны (см. выше). [c.376]

Л. широко используют в качестве модельных систем при изучении принципов мол. организации и механизмов функционирования биол. мембраи. Они пригодны для изучения пассивного транспорта ионов н малых молекул через липидный бислой. Изменяя состав липидов в Л., можно направленно менять св-ва мембран. Включением мембранных белков в липидный бислой получают т. наз. п р о т е о-липосомы, к-рые используют для моделирювания разнообразных ферментативных, транспортных и рецепторных ф-ций клеточных мембран. Л. используют также в иммунологич. исследованиях, вводя в них разл. антигены или ковалентно присоединяя к Л. антитела. Они представляют собой удобную модель для изучения действия на мембраны мн. лек. ср-в и др. биологически активных в-в. Во виутр. водный объем Л. (в т. ч. полимерных) можно включать лекарства, пептиды, белки и нуклеиновые к-ты, что создает возможность практич. примеиеиия Л. в качестве ср-ва доставки разных в-в в определенные органы н ткани. [c.604]

Мембранные белки наряду с липидами играют важную структурную роль, кроме этого они ответственны за выполнение подавляющего большинства специализир. ф-ций отдельных мембран. Они служат катализаторами протекающих в мембранах и на их пов-сти р-ций (см., напр.. Дыхание), участвуют в рецепции гормональных и антигенных сигналов и т. п. (см., напр., Аденилатциклаза), выполняют транспортные ф-ции, обеспечивают пиноцитоз (захват клеточной пов-стью и поглощение клеткой жидкости), хемотаксис (перемещение клетки, обусловленное градиентом концентраций к.-л. в-ва в среде) и т.п. Мн. из периферич. белков-компоненты цитоскелета (совокупность филамен-тов и микротрубочек цитоплазмы) и связанных с ним сократит, элементов, к-рые обусловливают форму клеткн и ее движение. [c.29]

Биологические мембраны представляют собой динамическую структуру, компоненты которой подвержены быстрому метаболизму. Благодаря этому липвдное окружение мембранных белков обладает способностью в соответствии с изменением условий функционирования изменять свои физикохимические свойства упаковку, микровязкость, латеральную подвижность компонентов в бислое и т.д. Подавляющее больщинство мембранных белков функционирует в составе олигомерных ансамблей, например в дыхательной цепи митохондрий. Транспортные белки также организуют ассоциаты в бислое димеры (Са -АТФаза), тетрамеры (Ка /К -АТФаза) или даже более высокоорганизованные надмолекулярные комплексы. [c.316]

Жидкомозаичная модель Синджера и Николсона [3] различает два типа мембранных белков периферические и интегральные. Периферические белки удерживаются на поверхности мембраны в основном ионньпми взаимодействиями и относительно легко солюбилизируются, например, путем увеличения ионной силы. Интегральные белки погружены в липидную фазу и не могут быть высвобождены из мембраны без хотя бы частичного ее разрушения. Они нерастворимы в воде, гидрофобны и липофильны. Эта характеристика двух классов мембранных белков предполагает, что они асимметрично распределены в клеточной мембране периферические белки находятся только по одну сторону бислоя, тогда как интегральные проникают в нее — чаще только в один монослой если же они пронизывают весь бислой, то тогда они функционально асимметричны. Пример асимметрии последнего типа — транспортные системы, такие, как Na+, К+-АТРаза (гл. 7). [c.77]

Аналогичное рассуждение можно провести для транспорта веществ через клеточную мембрану с помощью специальных транспортных белков. Если, например, белок осуществляет транспорт лактозы, то он должен обладать способностью образовывать специфический комплекс с находящимися вне клетки молекулами лактозы. Но для этого фрагмент белковой молекулы, узнающий лактозу, должен находиться на наружной по отношению к мембране поверхности транспортного белка, в данном случае Д-галактозидпермеазы. Поэтому само по себе узнавание не может привести к попаданию лактозы внутрь клетки. Необходимо, чтобы образование комплекса вызвало такое изменение пространственной структуры, при котором область узнавания вместе со связанным сахаром переместилась внутрь клетки. Диссоциация комплекса в этом случае привела бы к попаданию лактозы внутрь клетки, а лишенная лактозы /З-галактозидпермёаза должна была бы вернуться в исходное конформационное состояние с центром узнавания, экспонированным наружу. [c.117]

Большую группу составляют так называемые транспортные белки, т. е. белки, участвующие в переносе различных вешеств, ионов и т. п. К ним обычно относят цитохром с, участвующий в транспорте электронов, гемоглобин, гемоцианин и миоглобин, переносящие кислород, а также сывороточный альбумин (транспорт жирных кислот в крови), -липопрокин (транспорт липидов), церулоплаз-мин (транспорт меди в крови), липид-обменивающие белки мембран. В последнее время эта группа пополнилась мембранными белками, выполняющими функции нонных каналов,— здесь необходимо упомянуть белковые компоненты полосы В-3, ответственные за транспорт анионов через эритроцитарную мембрану, белки Na -, Са - и К -каналов возбудимых мембран. К транспортным пептидам резонно отнести канал-образующие соединения типа аламетицина и грамицидинов А, В и С, а также пептидные антибиотики — ионофоры ряда валиномицина, энниатина и др. [c.22]

Как модели, липосомы значительно ближе к биологическим мембранам, чем бислойные липидные пленки. Как и биологические мембраны, они предстввляют собой замкнутые системы, что делает их пригодными для изучения пассивного транспорта ионов и малых молекул через липидный бислой. В отличие от БЛМ, липосомы достаточно стабильны и не содержат органических растворителей. Состав липидов в липосомах можно произвольно варьировать и таким образом направленно изменять свойства мембраны. В настоящее время хорошо разработаны методы включения функционально-активных мембранных белков в липосомы. Такие искусственные белково-лнпидные структуры обычно называются протеолипо-сомами (рис. 310). Благодаря возможности реконструкции мембраны из ее основных компонентов удается моделировать ферментативные. транспортные и рецепторные функции клеточных мембран. В липосомы можно авести антигены, а также ковалентно присоединить антитела (рис. 311) и использовать их в иммунологических исследованиях. Они представляют собой удобную модель для изучения действия многих лекарственных веществ, витаминов, гормонов, антибиотиков и т. д. Как уже отмечалось, при образовании липосом водорастворимые вещества захватываются вместе с водой и попадают во внутреннее пространство липосом. Таким путем можно начинять липосомы различными веществами, включая [c.579]

Перенос питательных веществ через плазматическую мембрану, как правило,,специфичен поглощаться могут только те вещества, для которых имеется соответствующая транспортная система. За небольщими исключениями, транспорт зависит от наличия специфических пермеаз или транслоказ. Речь идет о мембранных белках, само название которых указывает на то, что они обладают свойствами ферментов, т.е. могут индуцироваться субстратом, специфичны в отношении субстрата и образуются только в таких условиях, в которых возможен синтез белков. [c.257]

Все теории, объясняюцще активный транспорт, включают представление о наличии в мембране специфических транспортных белков. Эти белки получили названия, указывающие на их функцию пермеазы, транслоказы, белки-транслокаторы, переносчики. Транспортные процессы отличаются друг от друга главным образом тем, что служит для них источником энергии-протонный потенциал Ар (рис. 7.20), АТР или фосфоенолпируват (рис. 7.18). [c.259]

В результате перекисного окисления липидов происходят изменения свойств таких мембранных белков, как транспортные Са -АТФаза, Ма /К+-АТФаза, цито-хромы Р-450, 5, с, глюкозо-6-фосфатаза, моноаминоксидаза, фосфолипаза, родопсин. В основе модифицируюш его действия лежит обеднение микроокружения белков полиеновыми фосфолипидами, образование межмолекулярных сшивок за счет взаимодействия со вторичными продуктами перекисного окисления, окисление 8Н-групп, снижение термоустойчивости белков. [c.66]

Значительным щагом вперед в понимании структуры и функции мембран следует считать осознание того, что биологические мембраны -это двумерные жидкости. Однако ясно, что представление о мембране как о липидном море, в котором свободно плавают белки, оказалось сильно упрощенным. Многие клетки обладают способностью удерживать мембранные белки в специфических доменах в непрерывном липидном бислое. Например, в эпителиальных клетках, выстилающих кишечник или почечные канальцы, некоторые ферменты плазматической мембраны и транспортные белки располагаются только на апикальной поверхности клеток, тогда как другие - только на базальной и латеральной (рис. 6-36). Такое асимметричное распределение мембранных белков существенно для функционирования эпителия (мы обсудим )то позже, см. разд. 6.4.11). Липидный состав этих двух мембранных доменов также различен, что указывает на то, что эпителиальные клетки могут ограничивать диффузию между доменами как молекул белка, так и молекул липидов (хотя эксперименты с мечеными молекулами липидов наводят на мысль, что это справедливо лишь для липидных молекул внешнего монослоя мембраны). Такое пространственное разделение белков и липидов, по-видимому, поддерживается (по крайней мере частично) благо- [c.375]

Включение во внешнюю мембрану белков, кодируемых основным клеточным геномом - таких, как порин, - происходит по АТР-зависимому механизму, но не требует использования специальных пептидов, которые бы потом отрезались. Мембранный потенциал тоже не требуется. О том, как происходит подобное включение, известно очень мало. По крайней мере у одного белка внешней мембраны имеется нормальный матриксный транспортный сигнал, за которым следует последовательность, каким-то образом прерывающая перенос на внешней мембране. [c.33]

Рис. 8-73, Один из возможных механизмов, позволяющих направлять окаймленные транспортные пузырьки к определенной внутриклеточной мембране. В этой гипотетической модели молекулы груза - это лизосомные гидролазы. а приемщик груза -это белок-репептор мапнозо-6-фосфата Изображенные здесь молекулы маркера стыковки и приемщика пока еще не охарактеризованы. Однако недавно открытые клатрип-связывающие белки, которые также связывают цитоплазматические хвосты некоторых мембранных белков, удовлетворяют данному

Используя температурочувствительные мутанты дрожжей, легко клонировать гены этого организма, ответственные за транспорт. Такой подход чрезвычайно плодотворен, т. к. позволяет напрямую выявить главные белки транспортного механизма, не зная даже, как происходит секреция. Один из дрожжевых генов, отвечающих за секрецию, который был выявлен таким образом - это ген se 4. Полагают, что он кодирует GTP-связывающий белок из семейства ras (см. разд. 12.3.11 и 13.4.6). Биохимические эксперименты на клетках млекопитающих свидетельствуют о ТОМ- что сходный GTP-связываюший белок участвует в везикулярном транспорте и у высщих эукариот Возможно, он регулирует раздевание неклатриновых окаймленных пузырьков перед их связыванием с мембранами. [c.84]

Белок полосы III из мембраны эритроцитов человека представляет собой трансмембранный белок с молекулярной массой около 100 кДа (примерно 800 аминокислотных остатков). Это транспортный белок, две молекулы которого образуют анионный канал для ионов СГ и НСО3, пассивно перетекающих через мембрану в соответствии с градиентами их концентраций [242-244]. Полипептидная цепь белка в а-спиральной конформации несколько раз пронизывает бислой около трети его цепи с N-конца помещена в цитоплазму, а короткий С-концевой участок расположен во внеклеточном пространстве (рис. 1.6). Для того чтобы понять механизм функционирования транспортного белка полосы III, как и механизмы действия других мембранных белков, необходимо знать трехмерную структуру молекулы в условиях липидного бислоя. Для получения такой информации требуется, на первый взгляд, почти невозможное. Во-первых, необходимо отделить трансмембранный белок от липидов и других мембранных белков, не повредив его молекулярной трехмерной структуры, что очень трудно. Во-вторых, из выделенных белковых молекул следует получить, не нарушив их пластической, легко деформирующейся при изменении внешних условий структурной организации, высокоупорядоченный монокристалл требуе-мых размеров, что не всегда удается даже в случае водорастворимых [c.58]

Мембранные белки участвуют во всех процессах метаболизма и выполняют защитные функции. Кроме того, определенные белки устанавливают специфические контакты с внешним окружением — со средой и соседними клетками. Эти белки Сингер назвал информационными, так как они формируют и передают сигналы об окружении внутрь клетки (Singer, 1992), Такое подразделение является условным, так как все процессы на поверхности клетки (ферментные, контактные, транспортные, электрохимические) взаимосвязаны и информация о них поступает внутрь клетки. [c.118]

Одна из функций липидов в мембране — придание белкам через межмолекулярные взаимодействия оптимальной конформации для функциональной активности (каталитической, транспортной, иммунологической). Липиды могут непосредственно участвовать в катализе. Липидный бислой определяет размещение белков, создает условия для их латерального перемещения и через фазовые переходы выполняет регуляторные функции. Жидкостность липидов влияет как на вращательную, так и диффузную свободу интегральных белков и их способность подвергаться конформационным изменениям. Вращательная и латеральная диффузия белков является отчасти следствием латерального движения мембранных липидов. Широкий спектр липидных молекул делает возможным широкое разнообразие специфических взаимодействий с мембранными белками. [c.108]

Подобные особенности структуры клеток нервной системы объясняют причины значительных энергетических затрат на транспортные нужды клетки. В первую очередь необходимо упомянуть трансмембранный перенос субстратов, медиаторов, различных предшественников с помощью специфических транс-локаз или в результате конформационных перестроек мембран, большинство из которых сопровождаются фосфорилировани-ем-дефосфорилированием мембранах белков. Например, установлено, что не более 5% важнейшего энергетического с трата [c.188]

Синтез цАМФ аденилаткиназой связан с функционированием фосфоенолпируватзависимой фосфотрансферазой системы транспорта углеводов (ФТС). Эта система обеспечивает транспорт внутрь клетки и одновременное фосфорилирование ряда углеводов (ФТС-углеводов). Кроме того, она участвует в регуляции синтеза и активности ряда транспортных систем, с помощью которых осуществляется поступление в клетку субстратов, отличных от ФТС-углеводов, а также аденилаткиназы. Центральная роль в этой регуляции принадлежит белковому фактору который совместно с мембранным белком iF " участвует в транспорте глюкозы и а-метилглюкозида с помощью ФТС (М. Saier et al., 1983). Фактор может существовать в двух формах [c.36]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология