Взаимодействия в мембранах

В уравнениях (3.16) и (3.17) Хт—мольная доля вещества матрицы мембраны 2гт, е т и е тт — координационное число и параметры парного взаимодействия молекул газа и структурных элементов матрицы. Если взаимодействие в мембране, которая рассматривается как раствор, определяется только дисперсионными силами, величину Ф,т можно оценить [11] неравенством [c.75]

Липид-белковые взаимодействия в мембранах 124 Литература 125 [c.6]

Липид-белковые взаимодействия в мембранах [c.124]

Спектроскопические методы, в частности ЭПР, ЯМР и флуоресцентный все чаще применяются для изучения липид-белковых взаимодействии в мембранах. Внутренние мембранные белки могут быть экстрагированы из мембраны с помощью органических растворителей или (лучше) детергентов и очищены. Неоднократно было успешно продемонстрировано, что для восстановления биологической функции белка его необходимо ввести в мембрану определенного липидного состава. [c.124]

В заключение данной главы отметим, что использование различных кинетических схем для описания нервной мембраны (например модели каналов с двумя состояниями [9.10—14] или модели, предполагающей кооперативные взаимодействия в мембране [9.15—17], которые довольно хорошо согласуются друг с другом и с моделью Ходжкина — Хаксли в случае детерминированных внешних условий), приводит к четко различающимся [c.362]

Гидрофобные взаимодействия в мембранах. Стремление амфифильных молекул [c.19]

Теоретическое описание первого типа взаимодействий в мембранах осложнено трудностями определения точной топографии (размещения) зарядов в мембранах и нахождения диэлектрической проницаемости среды, разделяющей заряды в мембране. [c.20]

Особенности межмолекулярных взаимодействий в мембранах 57 [c.57]

Особенности межмолекулярных взаимодействии в мембранах [c.57]

Липид-белковые взаимодействия. В основе данных взаимодействий лежат межмолекулярные дисперсионные и электростатические силы, водородные связи или другие эффекты связывания. Липид-белковые взаимодействия и обусловленные ими явления условно классифицируют следующим образом взаимодействия белок — липидный монослой взаимодействия белок — липидный бислой липид-белковые взаимодействия в мембранах, включающие липид-зависимые ферменты. [c.59]

Что представляют собой белок-липидные взаимодействия в мембранах Какие типы связей участвуют в их поддержании [c.63]

Особенности межмолекулярных взаимодействий в мембранах. Физические основы внутримембранных взаимодействий. Липид-липидные, белок-липидные и белок-белковые взаимодействия в мембранах, их роль в функционировании биомембран. Понятие об аннулярных липидах. [c.282]

Какие физико-химические методы можно использовать для оценки белок-липидных взаимодействий в мембране" [c.30]

Установлено, что синтез этих белков контролируется в большинстве случаев ядерными генами, экспрессия которых индуцируется во время низкотемпературного стресса и закаливания и определяется его условиями. Большинство изученных к настояш,ему времени стрессовых белков являются водорастворимыми и локализованы в цитоплазме, ядерном, митохондриальном и хлоропластном матриксах. Несколько меньше имеется данных о синтезе в этих условиях мембранных белков, хотя большая роль мембран в развитии холодостойкости растительных клеток очевидна и позволяет предполагать значительные изменения в мембранных белках при гипотермии. Имеющиеся в литературе данные о влиянии низкотемпературного стресса на мембраны касаются, в основном, липидной фазы мембран. Белок-липидные взаимодействия в мембранах во время низкотемпературного стресса таьсже относительно слабо изучены. [c.143]

I ведет к серьезным нарушениям липид-липидного и липид-проте-инового взаимодействия в мембране, следствием чего является ее. дестабилизация и повышение проницаемости. По этим причинам усиливается поглощение клетками веществ из окружающей среды, например, бензилпенициллина в присутствии полиэлектролита ПСК СбНзСНг- Х=1) [5] (Рис. 2) и сорбция антисептика мертио-лата мицелием гриба Aspergillus niger в присутствии того же полимера [12]. Связывание полимера клетками приводит к созданию высоких локальных концентраций антимикробного препарата в клеточной стенке [12] и увеличивает скорость его проникновения к акцептору в клетке. [c.166]

Полезно включить многие белки (гормональные рецепторы, транспортные белки), локализованные в мембранах за счет гидрофобных взаимодействий. В мембранах находятся в основном их а-спирали, расположенные перпендикулярно плоскостям, хотя в ряде случаев возможно и внутримембранное расположение -частей. С помош ью определения участков гидрофобных последовательностей можно предска- [c.212]

Поверхностные монослои широко используют в качестве модельных мембранных систем. С их помош ью изучают подвижность и типы упаковки молекулярных компонентов в мембранах, межмолекулярные взаимодействия в мембранах, механические свойства мембран исследуют кинетику и механизмы ферментативных процессов, протекаюш их на границе раздела фаз изучают процессы переноса ионов и электронов через границу раздела фаз, инжекцию заряда в липидный слой (диэлектрик) и т. д. Однако этот метод имеет ряд ограничений, в значительной степени обусловленных тем, что монослой — это лишь половина липидного слоя мембран, обраш енного в газовую фазу. Последнего ограничения удается избежать при использовании в качестве мембраны мономолекулярного слоя, образуюш егося на границе двух несмешиваюш ихся жидкостей (углеводород-вода). Более адекватные модели, представляюш ие собой липидные бислои, удается получить в виде полимо-лекулярных структур, которые образуются липидами в объеме водной фазы. Лиотропный и термотропный полиморфизм липидов. Как было показано, полярные части мембранообразуюш их липидов сильно взаимодействуют с водой, поэтому эти соединения могут смешиваться с водой в любых соотношениях. Однако возникаюш ие смеси не представляют собой истинных растворов, а образуют многообразные упорядоченные фазы с периодической структурой. В зависимости от [c.11]

Межмолекулярные взаимодействия в тонких пленках и мембранах. Уже простой анализ действия факторов, приводящих к дезинтеграции тонких углеводородных пленок и биологических мембран, позволяет получить определенное представление об особенностях различных межмолекулярных взаимодействий (электростатические и ван-дер-ваальсовы), формирующих эти структуры (см. гл. VIII). В мембранных системах электростатические взаимодействия осуществляются между анионными липидами, амино- и SH-группами аминокислотных остатков белков (положительный заряд), а-карбоксильными группами сиаловой кислоты (отрицательный заряд) и т. д. Условно выделяют три типа электростатических взаимодействий в мембранных системах латеральное, или тангенциальное взаимодействие заряженных групп молекул, которые расположены в одном полуслов мембран трансмембранное взаимодействие заряженных групп, расположенных по разные стороны мембраны межмембранное взаимодействие заряженных групп, расположенных на поверхности двух соседних мембран. [c.20]

Липид-белковое взаимодействие в мембранах проявляется при образовании внутри мембран специфичного липидного окружения вокруг белковых молекул. Такие липиды называются связанными или аннулярными (от англ. annular — кольцеобразный). В настоящее время, однако, окончательно не решен вопрос о возможности формирования вокруг белков в жидкокристаллических мембранах (при Г > Гфп) специфического липидного окружения, характеризующегося сравнительно медленным обменом с остальными липидами. Тем не менее с помощью метода ЭНР доказано изменение подвижности и характера упаковки углеводородных цепей под влиянием белков. Более того, методами ЭНР, ЯМР, флуоресценции и другими показано, что пертурбирующее действие различных интегральных и периферических белков (цитохром-с-оксидаза, цитохром с, полилизин, миелин, родопсин, белки тилакоидных мембран и др.) распространяется вплоть до четвертого слоя липидов, окружающих молекулу белка. [c.59]

Изучение физико-химических свойств мембран удобно проводить на моделях монослоев, которые получаются при нанесении липидов на поверхность воды. Повышение давления и уплотнение монослоя приводят к тому, что подвижность углеводородных цепочек уменьшается, их взаимодействие друг с другом растет, а полярные головки фиксируются на поверхности раздела фаз. В пределе происходит такое уплотнение монослоя, где плошадь поперечного сечения молекулы липида не зависит от длины углеводородной цепи. Монослой представляет собой лишь половину липидного бислоя мембраны, и более удобной моделью служат различные искусственные бислойные липидные мембраны (БЛМ). Плоские ламеллярные структуры, могут сливаться, образуя замкнутые везикулярные частицы (липосомы), в которых липидные бислои отделяют внутреннюю водную фазу от наружного раствора. В везикулярные частицы можно встраивать белковые молекулы и другие компоненты биологических мембран для изучения механизмов их функционирования в биомембранах. Плоские БЛМ используются для изучения барьерных функций, электромеханических характеристик, а также межмолекулярных взаимодействий в мембранах. Электростатические взаимодействия осуществляются между заряженными группами либо в пределах одного полуслоя (латеральные), либо между разными слоями (трансмембранные). Дисперсионные вандерваальсовы взаимодействия между поверхностями мембран обнаруживаются на расстояниях до 1000 А. Это значительно превышает расстояния, где проявляется [c.131]

Белок-белковые взаимодействия в мембранах характеризуются высокой специфичностью и проявляются в виде обратимой внутримембранной агрегации мембранных белков, которая сопровождается изменением функциональной активности всей системы. При температурах ниже температуры фазовых переходов липидов белки находятся в агрегированном состоянии, а при температурах выше фазовых переходов — в диспергированном состоянии. Считают, что это происходит вследствие выталкивания белковых молекул из упорядоченной гелевой фазы. Степень диспергированности белков в мембране контролируется фазовым состоянием липидов. Имеются данные, свидетельствующие о том, что при частичном удалении липидов из мембраны происходит усиленная агрегация белков, а при введении в мембрану небольших количеств детергента наблюдается диссоциация олигомерных молекул, например, Са -АТФазы. [c.61]

По всей вероятности, Ка" , К -АТФаза находится в тесной пространственной и функциональной взаимосвязи не только с липидами, но и с мембранными белками. Были получены доказательства взаимодействия этого фермента с периферическим белком мембранного скелета — анкирином, установлена его связь с анионным переносчиком — белком полосы 3, выявлено регуляторное влияние на активность АТФазы спектрии-актинового комплекса. Имеются данные, указывающие на возможность образования за счет белок-белковых взаимодействий в мембране эритроцитов сложных мультиферментных комплексов, состоящих из глицеральдегид-З-фосфатдегидрогеназы, фосфоглицераткиназы, [c.93]

Метод моделирования и получения искусственных мембран основан на получении и исследовании моно- и бимолекулярных липидных слоев, везикул, липосом и протеолипосом. Сущ ествует два основных типа искусственных мембран классические плоские и сферические мембраны различного размера. Для получения искусственных мембран используют различные фосфатиды, нейтральные глицериды, смеси липидов биологического происхождения, добавляя к ним холестерин, а-токоферол и другие минорные добавки. Потенциальная ценность искусственных мембран для исследований зависит от возможности включения в них природных белков, в особенности тех, которые обладают транспортными свойствами. Липосомы, со-стоящ ие из белков и липидов, стали получать в 60-е гг. термин протеолипосомы был введен В. П. Скулачевым. В настоящее время разработан целый ряд методов приготовления различных типов липосом и протеолипосом, а также их стандартизации по размерам, структуре, гомогенности, стабильности и другим характеристикам. Липосомы используют для доставки в клетку лекарственных и химических соединений, стабилизации ферментов в инженерной энзимологии, введения в клеточные мембраны молекул зондов, модифицирующих и моделирующих их поверхность. Большой интерес для генной инженерии и медицины представляют работы по введению в клетки при помощи липосом нуклеиновых кислот и вирусов. В липосомы включают митохондриальные компоненты и изучают на таких модельных системах процессы генерации энергии в клетках. Ультра-тонкие искусственные мембранные структуры — полислои Лен-гмюра—Бложе (ПЛБ) — применяют для получения био- и иммуносенсоров. Создаются ПЛБ с иммобилизованными ферментами и компонентами иммунологических систем. При использовании смешанных липид-белковых пленок ПЛБ получают информацию о функционировании белков и о липид-белковых взаимодействиях в мембране. Результаты изучения физических характеристик, проводимости, проницаемости и других свойств искусственных липидных мембран имеют большое зна- [c.216]

Осмотическая резистентность клеточных популяций ьс эови является важным показателем, характеризующим проницаеiv o Tb эритроцитарных мембран, белок-липидные взаимодействия в мембране, состояние белковых структур цитоскелета клетки. [c.252]

Анализ белок-липидных взаимодействий в мембране позволяет выделить контакты четырех основных типов. Наиболее часто распространен случай, когда внедряющийся в бислой белок вызывает локальное возрастание упорядоченности аннулярного слоя так действуют пептидный ионофор — грамицидин, бактериородоп-син и многие другие интегральные мембранные белки. [c.22]

Особенности динамического поведения мембранных структур, обнаруженные в последнее десятилетие, существенно обогатили первоначальную концепцию строения мембраны, предложенную в 1972 г. Сингером и Никольсеном. Ныне эта концепция обогатилась представлениями о высокой динамической подвижности белок-липидных и белок-белковых взаимодействий в мембране. Эту подвижность стали рассматривать как специфический сенсор изменений внешней (для клетки) среды и одновременно как инструмент регуляции мембранных процессов. [c.53]

В ряде случаев показано, что для секреции белков необходимо, чтобы продолжался нормальный синтез фосфолипидов. Подавление их новообразования, например, антибиотиком церу-ленином останавливает секрецию у бацилл, а также экспорт периплазматических белков у Е. соН. Очевидно, нормальные липидно-белковые взаимодействия в мембранах важны как для транспорта низкомолекулярных соединений, так и для экспорта и секреции белков. [c.68]

Использование желчных солей, таких, как холат и дезокси-холат, при низких температурах позволяет разрушать липид-липидные взаимодействия в мембранах и в то же время сохранять интактные белок-белковые комплексы. С помощью этих детергентов дыхательную цепь митохондрий можно разделить на четыре комплекса, названные комплексами I, II, III и IV (цитохром с-оксидаза). При этом сохраняется электронтранспортная активность каждого комплекса, а после встраивания этих комплексов в искусственные бислойные мембраны восстанавливается их протонпереносящая активность. С помощью фракционирования и реконструкции комплексов достигается ряд целей 1) снижается сложность системы по сравнению с интактными митохондриями 2) становится возможным определение минимального числа компонентов, необходимых для работы каждого участка цепи 3) в период проверки хемиосмотической теории [c.115]

Чем различаются два состояния рецептора — У и Возможно, что это две разные конформации одной и той же белковой молекулы. При переходе -рецептора в состояние высокого сродства ряд исследователей наблюдали повышение реакционной способности 8Н-группы [50, 88, 89]. Повышения реакционной способности 8Н-группы не наблюдалось в клетках с нарушенным механизмом передачи гормонального сигнала сус и иЫС) [50]. 5Н-группа была также необходима для осуществления отрицательного эффекта гуаниловых нуклеотидов на связывание [ J]-глюкагона глюкагоновый рецептором печени [70]. Однако более существенные данные о структурных характеристиках Я и Я отсутствуют. Ничего не известно также о химизме взаимодействия комплекса Я —Н с Л-белком, о локализации этого взаимодействия в мембране. Временные характеристики формирования, существования и разрушения комплексов Я —Н и Я —Н—N также почти не изучены, хотя работа Цитри и Шрамма [88] по кинетике активации Л/ -белка при взаимодействии с р-рецептором эритроцитов индюка свидетельствует о возможности длительного существования комплекса Я —Н и, следовательно, о возможности взаимодействия с несколькими регуляторными белками. [c.103]