Жидкостно-мозаичная модель

Рис. 22.1. Жидкостно-мозаичная модель структуры мембраны

Рис. 5.16. А. Трехмерное изображение жидкостно-мозаичной модели мембраны. Б. Плоскостное ее изображение. Гликопротеины и гликолипиды связаны только с наружной поверхностью мембраны.

Современное представление о структуре мембраны. Совокупность результатов, полученных физическими и химическими методами исследования, дала возможность предложить новую жидкостно-мозаичную модель строения биологических мембран (Сингер и Никольсон, 1972 г.). Согласно Сингеру и Николь-сону, структурную основу биологической мембраны образует двойной слой фосфолипидов, инкрустированный белками (рис. [c.13]

Рис 28 Жидкостно мозаичная модель клеточной мембраны [c.100]

Другая концепция, разработанная Ленардом и Сингером, я позднее Сингером и Никольсоном [40, 48], исходит из ряда термодинамических соображений. По аналогии с глобулярными белками, в которых одним из определяющих факторов в формировании третичной структуры являются гидрофобные взаимодействия (см. разд. 3.1.1.), авторы считают, что любая модель мембраны, в которой какое-либо количество гидрофильных групп удаляется с поверхности, термодинамически невыгодна, нестабильна. Поэтому они представляют мембрану как бимолекулярный слой липидов, в котором неравномерно, в виде мозаики, распределены глобулярные белки (рис. 6, е). Такая модель получила название жидкостно-мозаичная модель мембраны. Несмотря на большую популярность, которую эта модель сохраняет до сих пор, она имеет ряд существенных недостатков. В частности, она в некоторой степени противоречит данным о трехслойной структуре мембраны, а также возможности удаления большей части липидов из мембраны при сохранении белкового каркаса [26]. [c.148]

Рис. 2.1. Жидкостно-мозаичная модель мембраны. Согласно этой модели, транспорт веществ может происходить как через бислойные, так и через белковые участки. Свойства этих двух путей транспорта сильно различаются.

Жидкостно-мозаичная модель мембраны [c.184]

В 1971 г. Ф. Сенгер и Г. Николсон предложили жидкостно-мозаичную модель биомембран, согласно которой мембраны представляют собой жидкокристаллические структуры, в которых белки могут быть не только на поверхности мембран, но и пронизывать их насквозь. В этом случае основой мембраны является липидный бислой, в котором углеводородные цепи фосфолипидов находятся в жидкокристаллическом состоянии, и с этим бислоем связаны белки двух типов периферические и интегральнь1е. Первые - гидрофильные, связаны с мембранами водородными и ионными связями и могут быть легко отделены от липидов при промывании буфером, солевым раствором или при центрифугировании. Вторые белки - гидрофобные, находятся внутри мембраны и могут быть выделены только после разрушения липидного слоя детергентом (процесс солюбилизации мембран), например, додецилсульфатом натрия, ЭДТА, тритоном и др. Интегральные белки, как правило, амфипатические, т.е. своей гидрофобной частью они взаимодействуют с жирными кислотами, а гидрофильной частью - с клеточным содержимым. Интегральные белки часто являются гликопротеидами, которые синтезируются в аппарате Гольджи, глико-зилируются в мембране и содержат много гидрофобных АК и до 50% спиральных участков. Эти белки перемещаются внутри липидного бислоя со скоростью, сравнимой с перемещением в среде, имеющей вязкость жидкого масла ( море липидов с плавающими айсбергами белков ). [c.107]

Структурная организация мембран до сих пор до конца не выяснена и схематически описывается рядом гипотетических моделей, одна из которых — жидкостно-мозаичная модель показана на рис. 15.1. Эта модель демонстрирует также структуру липидного бислоя хвост к хвосту , показанную отдельно на рис. 15.2. [c.442]

ЖИДКОСТНО-МОЗАИЧНАЯ МОДЕЛЬ МЕМБРАН [c.133]

Рис. 1.2. Жидкостно-мозаичная модель плазматической мембраны (объяснения в тексте)

Важную роль, по современным представлениям, гидрофобные силы играют в биомембранах. Эти представления основаны на том, что поведение чистых фосфолипидов, наиболее важных, после белков компонентов биомембран, почти полностью определяется гидрофобными взаимодействиями. Для того, чтобы обеспечить минимальный контакт остатков жирных кислот фосфолипидов с водой они должны быть ориентированы этими остатками внутрь бислоя, в то время как полярные гидрофильные группировки фосфолипидов, находясь на поверхности бислоя, обеспечивают контакт с водой. Данные соображения легли в основу наиболее общепринятой в настоящее время жидкостно-мозаичной модели биомембран [118]. [c.32]

Жидкостно-мозаичная модель [48], предполагает высокую подвижность молекул липидов и белков в пределах бимолекулярного слоя. Жесткость структуры предлагаемой нами модели не допускает столь высокой подвижности. Возможность иной интерпретации данных, на которых основываются авторы модели [48] , будет дана нами несколько ниже. Существенно, что в модели Сингера и Никольсона полностью отсутствуют представления о возможной периодичности структуры биомембран. [c.162]

Жидкостно-мозаичная модель строения мембраны в настоящее время общепринята. Однако, как всякая модель, она дает довольно упрощенную картину строения мембраны. В частности, обнаружено, что белковые айсберги не всегда свободно плавают в липидном море, а могут быть заякорены на внутренние (цитоплазматические) структуры клетки. К таким структурам относятся микрофиламенты и микротрубочки (рис. [c.14]

Жидкостно-мозаичная модель биологической мембраны включает в себя [c.31]

Функционирующие мембраны представляют собой двумерный раствор глобулярных интегральных белков, диспергированных в жидком фосфолипидиом матриксе. Жидкостно-мозаичная модель мембранной структуры была предложена в 1972 г. Сингером и Николсоном (рис. 42.9). Первые данные об адекватности этой модели были получены при искусственно индуцированном слиянии двух разных родительских клеток. Оказалось, что при образовании межвидовой гибридной клетки в плазматической мембране происходит быстрое стохастическое перераспределение видоспецифичных белков. Впослед- [c.133]

Каждая из этих моделей обеспечивает многоступенчатую упаковку в биомембранах и способна объяснить различные мембранные феномены которые несовместимы с жидкостно-мозаичной моделью. [c.73]

Полезно рассмотреть рабочую модель биологической мембраны. Схематическая иллюстрация на рис. 4.19 отражает основные черты жидкостно-мозаичной модели, предложенной С. Сингером. Фосфолипидный бислой можно представить как жидкий матрикс толщиной от 60 до 100 A, в который погружены различные интегральные белки. Одни белки пронизывают всю толщу мембраны, другие локализованы на одной из ее сторон. В результате мембрана является асимметричной — факт, которому есть масса подтверждений. Белковые молекулы имеют как гидрофобные, так и гидрофильные участки, что позволяет им термодинамически наиболее выгодно встраиваться в соответствующие места фосфолипидного бислоя. Дальний порядок в распределении каждого данного белка, по-видимому, отсутствует, о чем говорит распределение антигена Rhp(D) (рис.4.18). С другой стороны, для каждого данного белка может наблюдаться ближний порядок. [c.228]

Такое разделение транспортных систем вытекает непосредственно из жидкостно-мозаичной модели мембраны. Различия систем особенно важны в связи с тем, что механизмы транспорта через бислой, по-видимому, являются общими для различных мембран, а белковые транспортные системы в различных мембранах различны. Характеристики этих двух форм транспорта мы рассмотрим раздельно. [c.34]

В липидный бислой погружены и встроены молекулы белков, способные передвигаться в мембране. Следовательно, мембраны не являются системами, состоящими из жесткофиксированных элементов жидкостно-мозаичная модель представляет мембрану как море жидких липидов, в котором плавают айсберги белков (рис. 2.5). [c.34]

Исходя из результатов исследований, проведенных химическими и электронномикроскопическими методами, а также учитывая сходство в свойствах синтетических фосфолипидных бислоев и природных мембран, С. Джонатан Сингер и Гарт Николсон сформулировали в 1972 г. теорию строения мембран, получившею название жидкостно-мозаичной модели (рис. 12-18). Согласно этой модели, основдсш. непрерывной частью мембраны, т.е. ее матриксом, служит по-лфньш липидный кислой. При обыч-Щ)й для, клетки температуре матрикс находится в жидком состоянии, что обеспечивается определенным соотношением между насьпценными и ненасьпценными жирными кислотами в гидрофобных хвостах полярных липидов. Жидкостно-мозаичная модель предполагает также, что на поверхности расположенных в мембране интегральных бел- [c.345]

Рис. 2.8, Жидкостная мозаичная модель мембраны схематическое трехмерное изображение и поперечный разрез. (Singer S, J., Ni olson Q. L. 1972. S ien e, 175, 720—731.) Крупные частицы — белки. Одни из них пронизывают всю толщу мембраны, а другие закреплены в ней более рыхло. Маленькие шарики, от каждого из которых отходят по две вертикальные линии, изображают молекулы фосфолипидов. Шарик соответствует гидрофильной части молекулы, а вертикальные линии — ее длинным гидрофобным углеводородным хвостам.

Наиболее распространенным стеролом в мембранах является холестерол, который содержится почти исключительно в плазматической мембране клеток млекопитающих, но в меньщем количестве может присутствовать также в митохондриях, мембранах аппарата Гольджи и ядерных мембранах. Содержание холестерола обычно увеличивается в направлении к наружной стороне плазматической мембраны. Холестерол встраивается между фосфолипидными молекулами, причем его гидроксильная группа контактирует с водной фазой, а остальная часть располагается внутри гидрофобного слоя. При температуре выще температуры фазового перехода (см. описание жидкостно-мозаичной модели) его жесткое сте-рольное кольцо взаимодействует с ацильными группами фосфолипидов, ограничивая их подвижность это приводит к уменьщению текучести мембран. С другой стороны, при температурах, близких к температуре фазового перехода, взаимодействие холестерола с ацильными цепями препятствует их взаимному упорядочиванию. В результате снижается температура, при которой происходит переход жидкость—гель, а это помогает поддерживать текучесть мембраны при более низких температурах. [c.129]

Липиды находятся при физиологических условиях в жидком агрегатном состоянии. Это позволяет сравнить мембрану с фос фолипидным морем, по которому плавают белковые айсберги Одним из подтверждений жидкостно-мозаичной модели явля ется и тот факт, что, как установил химический анализ, в раз ных мембранах соотношение между содержанием белков и фос фолипидов сильно варьирует в миелиновой мембране белков в 2,5 раза меньше, чем липидов, а в эритроцитах, напротив, белков в 2,5 раза больше, чем липидов. При этом, согласно современной модели, соотношение количества белков и липидов во всех мембранах должно быть примерно одинаково. Тот факт, что не вся поверхность биологической мембраны покрыта белками, показал и метод ядерного магнитного резонанса (см. 3). Так, например, более чем половина поверхности мембраны кишечной палочки образована полярными головами липидов. [c.13]

Жидкостно-мозаичная модель структуры мембран (Singer, Ni olson, 1972) очень хорошо объясняет свойства сопрягающих мембран (рис. 2.1). Согласно этой модели, основная часть фосфолипидов в мембране образует бислой, в котором полярные головки молекул обращены в водную фазу. Мембранные белки могут быть как периферическими (внешними), так и интегральными (внутренними) в зависимости от глубины их размещения в гидрофобной области бислоя. Некоторые интегральные белки пересекают мембрану от одного ее края до другого, что позволяет им катализировать трансмембранный транспорт. В этой главе мы остановимся на различиях между транспортом, катализируе- [c.30]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология