Лактоза, транспорт

Втор 1Я важная функция белков — транспорт веществ. У одноклеточных это в основном транспорт через мембрану. Внутрь клетки должны поступать многочисленные вещества, обеспечивающие ее строительным материалом и энергией. В то же время фосфолипидная мембрана непроницаема для таки.х важнейших компонентов, как аминокислоты, сахара, ионы щелочных металлов. Их проникновение внутрь клетки из окружающей среды происходит при участии специальных транспортных белков, вмонтированных в мембрану. Наприме 5, у многих бактерий имеется специальный белок, обеспечивающий перенос через наружную мембрану молочного сахара — лактозы (6). Последняя представляет собой дисахарид, образованный молекулами глюкозы и ее изомера галактозы [c.35]

Каждый из этих белков имеет совершенно определенную функцию. Есть, например, белок, катализирующий одновременный и однонаправленный перенос одного протона и одной молекулы сахара (лактозы, мелибиозы, глюкозы). В таких случаях говорят о симпорте двух (или нескольких) веществ. Другие транспортные белки катализируют одновременный встречный перенос двух частиц, например одного протона и какого-то другого иона (Ма или аниона органической кислоты) в этих случаях говорят об антипорте. При переносе сахаров, сопряженном с транспортом ионов, вероятно, всегда используются ионы или Ка . У прокариот преобладает симпорт с ионами Н , у эукариот— симпорт с Ка" (рис. 7.20). [c.259]

Активный транспорт — основной термин, используемый для описания ряда механизмов, по которым растворенное вещество переносится через биомембрану в направлении, противоположном его градиенту концентраций. Один из распространенных механизмов заключается в сопряженном транспорте, при котором затрудненный перенос одного растворенного вещества проходит одновременно с легким переносом другого растворенного вещества (гл. 9). В качестве примера осуществления такого транспорта можно привести систему с сопряженными ионами натрия для сахаров и аминокислот [12] и систему с сопряженными протоном для лактозы. Натрий-калиевый насос вводит два иона К+ и удаляет три иона Ыа+, и клетка гидролизуется в результате гидролиза аденозинтрифосфата (АТФ), который транспортирует два иона кальция для каждой молекулы АТФ. [c.329]

Далее выяснилось еще одно осложнение. Локус La состоит не только из двух цистронов z и i. Имеется и дополнительный цистрон у, управляющий синтезом клеткой особого фермента — пермеазы. Пермеаза осуществляет активный транспорт лактозы и других индукторов (будь то галактозиды или их тиоаналоги) через клеточную оболочку. В присутствии пермеазы концентрация индуктора внутри клетки оказывается во много раз выше, чем вне клетки. Пермеаза — белок, синтез которого индуцируется теми нш веществами, которые индуцируют синтез самой р-галактозидазы. [c.483]

При наличии мальтозы через несколько минут моча окрашивается в красный цвет. Лактоза дает коричневую окраску. Реакция положительна при непереносимости указанных дисахаридов или нарушении их транспорта в почках. [c.190]

Транспортные системы, включающие только интегральные мембранные компоненты ( мембранно-связанные системы). Такие системы, как правило, осуществляют одновременный перенос симпорт) субстрата и одновалентных неорганических катионов (Н или Ка+) и зависят от энергии ТЭП, К ним откосятся системы транспорта большинства аминокислот, сахаров (лактозы), органических кислот и др. [c.103]

Описан мутант, сохраняющий способность только к пассивному транспорту лактозы в сторону меньшей ее концентрации. Перенос лактозы через мембрану мутанта не был сопряжен с транспортом протонов. [c.159]

В клетки животных и бактерий активно транопортируются аминокислоты [38, 39]. У Е. oli существуют специфические системы переноса почти для каждой аминокислоты, а для некоторых аминокислот таких систем даже несколько. Обычно наряду с системой, для которой характерны высокое сродство к аминокислоте и способность перекачивать ее из областей с очень низкой концентрацией, существуют параллельно функционирующие системы с рецепторами, не обладающими столь высоким сродством к субстрату. Системы транспорта аминокислот, а также сахаров достаточно хорошо исследованы у бактерий [38, 45, 46]. В одной из таких систем, детально изученной с помощью химических и генетических методов, процесс проникновения различных сахаров (в том числе альдогексоз) внутрь клетки сопряжен с распадом фосфоенолпирувата (табл. 3-5). Судя по всему, сахара при функционировании этой системы проходят через внутреннюю мембрану в виде фосфатных эфиров (групповая транслокация) [46а, 46Ь]. В другой системе транспорт аминокислот и лактозы сопряжен с системой переноса электронов (гл. 10) в связанной с мембраной окислительно-восстановительной цепи. Считают, что эта система не зависит от синтеза АТР. [c.359]

На рис.3.6 приведен спектр н протеина фактор 111 , принимающего участие в процессе фосфорилирования сахара лактозы. В этом процессе осуществляется транспорт лактозы сквозь клеточную мембрану Bakteriums Staphylo o us aureus, и одновременно происходит фосфорилирование. В [c.105]

Аденилатциклаза обладает высокой активностью, если компоненты системы транспорта глюкозы в клетку фосфорилированы. Это происходит в отсутствие глюкозы, которую необходимо транспортировать. Таким образом, активность аденилатциклазы возрастает при уменьшении концентрации глюкозы в среде. Последнее приводит к повышению образования цАМФ и в конечном итоге к индукции синтеза ферментов катаболизма лактозы. Наоборот, при высокой концентрации глюкозы в среде система ее транспорта находится в дефосфорилированном состоянии, следствием чего является уменьшение активности аденилатциклазы и соответственно количества цАМФ. Таким способом глюкоза через систему своего транспорта регулирует концентрацию цАМФ в клетке. Поскольку катаболизм глюкозы связан с образованием метаболической энергии и запасанием ее в молекулах АТФ, через глюкозу в клетке связаны пулы АТФ и цАМФ при увеличении количества АТФ уменьшается количество цАМФ, и наоборот. [c.123]

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]

Если к клеткам Е. соН добавить в отсутствие глюкозы какой-нибудь (3-галак-тозид типа лактозы, то они начнут синтезировать в больших количествах не только р-галактозидазу, но и два других функционально связанных с ней белка- Р-галактозиЭпермеазу и белок А. Пер-меаза-мембранный белок, способствующий транспорту р-галактозидов из внешней среды в клетку. Функция белка А не совсем ясна, однако не исключено, что он играет важную роль в процессе метаболической утилизации галактозидов. Если один индуктор вызывает синтез группы связанных между собой ферментов или белков, как это имеет место в данном случае, такой процесс называют координированной индукцией. Сегодня мы знаем, что Е. соИ и другие бактерии способны в ответ на различные специфические индукторы синтезировать большое число разных связанных друг с другом ферментов или групп ферментов. Такая способность позволяет бактериям быстро приспосабливаться к новым условиям и экономно использовать самые разнообразные питательные вещества, которые появляются в окружающей среде. [c.955]

У бактерий и растений большинство систем активного транспорта, приводяшихся в действие ионными градиентами, используют в качестве котранспортируемого иона Н", а не Na". В частности, активный транспорт большей части Сахаров и аминокислот в бактериальные клетки обусловлен градиентом Н" через плазматическую мембрану. Наиболее хорошо изученный пример гакого рода - переносчик лактозы (пермеаза). Этот трансмембранный белок, состоящий из одной полипептидной цепи (длиной около 400 аминокислотных остатков), но-видимому, пересекает липидный бислой по крайней мере девять раз. Он осуществляет Н"-зависимый симнорт с каждой транспортируемой в клетку молекулой лактозы переносится один протон. [c.391]

Предварительные результаты, полученные в нашей лаборатории В.А,Калининым и И.М.Швец, дают основания полагать, что участки переносчика, комплементарные переносимому веществу, включают SH-группы, а сам перенос вещества связан с изменением конформационного состояния переносящей системы. В соответствии с этим можно допустить, что кинетические аспекты действия на вторичный транспорт обусловлены прежде всего его влиянием на конформа-ционное состояние переносчика или его активных участков. О том, что такое влияние в принципе возможно, свидетельствуют данные, полученные на переносчике лактозы Е. oli [683]. Встроенный в фос-фолипидную мембрану, он мог уменьшать К цля лактозы в7—Юраз при соответствующем изменении на мембране. Для высших растений аналогичных данных пока нет. [c.82]

Ко вторично-активному транспорту относятся и процессы переноса, сопряженные с ферментативной модификацией переносимых соединений. Например, фосфотрансферазная система бактерий, отсутствующая у эукариот, фосфорилирует сахара в процессе их проникновения через мембрану, вовлекая их тем самым в клеточный метаболизм. У грамотрицательных бактерий так переносятся 0-глюкоза, 0-фруктоза и Ь-глюкозамин. У грамположительных бактерий набор переносимых веществ шире сюда относятся также пентозы, сахароза, трегалоза, лактоза, глицерин. При этом лактоза и фруктоза фосфорилируются по С1, остальные вещества — по концевому углероду. [c.101]

Существует и смешанный механизм индукции, при котором часть ферментов определенного пути индуцируется координированно субст-ратом-иадуктором, а индукция других ферментов осуществляется промежуточными продуктами метаболического пути, т. е. последовательно. Примером катаболитического пути, ферменты которого индуцируются координированно. и последовательно, может служить путь использования экзогенной лактозы. Лактоза индуцирует координированно синтез трех ферментов галактозидпермеазы, катализирующей транспорт лактозы в клетку, р-галактозидазы, осуществляющей расщепление лак- [c.120]

Метаболизм многих субстратов, которые оказываются единственными источниками углерода или азота в питательной среде, связан с необходимостью их транспорта в клетку. Поступление лактозы в клетки Е. oli обеспечивает специальный ферментопо- [c.14]

Системы активного транспорта могут создавать внутри клетки концентрации растворенных веществ, которые в тысячи раз превышают их концентрации во внешней среде. Это обеспечивает возможность развития микроорганизмов в условиях низкого содержания питательных веществ. Активный транспорт характеризуется специфичностью по отношению к субстрату, которая обеспечивается мембранным переносчиком. Когда переносчик обращен к внешней поверхности мембраны, он имеет высокое сродство к субстрату, а когда обращен к ее внутренней поверхности — низкое. Благодаря этому субстрат как бы накачивается в клетку. Этот процесс сопряжен с затратой метаболической энергии, обеспечивающей диссоциацию субстрата и переносчика на внутренней поверхности мембраны. Так, с помощью механизма активного транспорта в клетку поступает лактоза. Как уже отмечалось, ее перенос осуществляется при участии -галакто-зидпермеазы. Если блокировать образование энергии (например, азидом натрия), то активный транспорт лактозы прекращается. В этих условиях -галактозидпермеаза катализирует облегченную диффузию дисахарида, обнаруживая одинаковое сродство к нему по обе стороны мембраны. [c.59]

К первому относятся мальтоза, лактоза, глицерин и мелибио-за, усвоение которых зависит от цАМФ, активирующего транскрипцию оперонов, контролирующих синтез компонентов соответствующих транспортных систем. Поступление этих соединений в клетку подавляется нефосфорилированным фактором III Во второй класс входят ксилоза, рамноза, органические кислоты (цитрат, сукцинат и др.), для усвоения которых нужен цАМФ. Однако системы их транспорта не чувствительны к ингибированию нефосфорилированных фактором ПГ"". [c.61]

Пожалуй, лучше других доказан хемиосмотический механизм транспорта лактозы и других -галактозидов с помощью /ас-пермеазы Е. соН (рис. 1.13 West, Mit hell, 1972, 1973). [c.171]

В митохондриях все энергозависимые виды транспорта веществ поддерживаются энергией А -Н. В плазмалемме и тонопласте растений и грибов большинство процессов такого типа также происходит за счет А хН. Однако в плазмалемме животной клетки гораздо более типичны AixNa-зависимые транспортные системы, хотя в некоторых особых случаях движущей силой осмотической работы и служит А хН. Для бактерий описаны примеры всех перечисленных выше движущих сил, хотя А хН и АТФ используются наиболее часто. У морских и галофильных микроорганизмов вместо А хН служит с той же целью A xNa. У Е. соИ среди 16 систем транспорта аминокислот 8 переносчиков утилизируют АТФ, 5 переносчиков — A iH, одна— А хЫаидве системы — как A iH, так и A xNa (табл. 8). Та же бактерия накапливает глюкозу за счет энергии ФЕП, лактозу — за [c.145]

Иногда движущей силой транспорта оказываются обе состав--ляющие протонного потенциала Ai)) и АрН. Это наблюдается, например, при переносе веществ, не обладающих ни зарядом, ни кис-" лотно-основными свойствами. Такие соединения могут переноситься вместе с протоном или обмениваться на протон, используя энергию общей A(iH. Так, аккумуляция лактозы бактериями осуществляется посредством лактоза, Н+-симпортера (см. рис. 41, система 4 подробнее см. разд. 5.2.7). Вакуоли корнеплодов сахарной свеклы накапливают сахарозу при помощи (сахароза/Н+)-антипортера. Причиной, по которой в данном случае используется антипортер, а не симпортер, является то обстоятельство, что A iH на мембране вакуоли направлена в другую сторону, чем на бактериальной мембране, [c.150]

Аф и АрН одинаково эффективны в качестве движущей силы при работе (лактоза, Н+)-симпортера и (сахароза/Н+)-антипортера. В подобных системах повышение стехиометрии Н+ вещество увеличивает градиент вещества, возникающий в результате транспортного процесса. В других случаях повышение стехиометрии определяет направление транспорта. Примером тому служит аккумуляция по- [c.150]

В то же время транспорт лактозы в сторону большей концентрации за счет энергии А)лН, образуемой дыханием, тормозился разобщителями. Первоначально этот эффект был показан на интактных клетках Е. oli, а затем на протеолипосомах, содержавших симпортер и цитохром о из Е. oli. [c.159]

Роль АЧ , АрН н АЕ в синтезе АТР также отмечали при иаблю-дении дышащих плазматических мембран бактериальных клеток. Дыхательные ферменты Е. oli локализованы в липидной мембране при окислении такого субстрата, как о-лактат, протоны выбрасываются наружу, генерируются АрН и АЧ и поддерживается внутриклеточная [АТР]. В этом состоянии клеточная мембрана может участвовать в активном транспорте лактозы из среды. Этот транспорт внутрь осуществляется по типу симпорта, в котором вход галактозида сопровождает вход Н+ или К . В таких мембранных пузырьках синтез АТР может индуцироваться потоком Н+ внутрь или потоком К+ наружу и зависит от Ацн+, превышающей 200 мВ, но не зависит от того, чей вклад, АрН или W, больше в создании Л .1и+. [c.452]

Некоторые белки, входяш ие в состав фос-фотрансферазной системы, обладают специфичностью, другие-нет. Так, НРг и фермент I, которые являются растворимыми белками цитозоля, участвуют в транспорте всех сахаров, переносимых этой системой. С другой стороны, ферменты II и III проявляют специфичность в отношении определенных сахаров. Например, в транспорте глюкозы, лактозы и фруктозы участвуют разные ферменты II и III. Такой же результат был получен и при генетических исследованиях. У мутантов, дефектных по НРг или ферменту I, не происходит транспорта большого числа разных сахаров, тогда как мутанты, дефектные по синтезу ферментов II и III, не способны транспортировать только какой-либо определенный сахар. Фермент III не участвует в транслокации гекситолов, в частности галактитола в этом [c.315]

Чем объяснить, что фосфотрансферазная система устроена значительно сложнее других переносчиков, например пермеазы для лактозы Представляется вероятным, что фосфотрансферазная система не только осу-ш ествляет транспорт сахаров, но и выполняет регуляторные функции. Избыточное поступление какого-то одного углевода под действием фосфотрансферазной системы сильно подавляет активный транспорт сахаров другими переносчиками. Это ингибирование опосредуется, по-видимому, изменением содержания сАМР, а именно повыше- [c.315]

Для ряда транспортных систем непосредственным источником энергии служит не гидролиз АТР, а градиент концентрации ионов. Так, активный транспорт глюкозы и аминокислот в ряде животных клеток сопряжен с одновременным входом Ма такой процесс называется котранспортом. Одновременный вход Ка и глюкозы обеспечивается специфическим симпортом. (Ка + К )-насос создает тот фадиент концентрации ионов Ка, который необходим для сопряженного входа Ма и глюкозы. У бактерий, как правило, непосредственным источником энергии для симпортов и антипортов служит градиент концентрации Н, а не Ма. Например, активный транспорт лактозы, осуществляемый пермеазой для лактозы, сопряжен с входом протона в бактериальную клетку. Этот транспортный процесс протекает за счет протонодвижущей силы, генерируемой переносом электронов по дыхательной цепи. Бактериям свойствен и иной тип транспорта, а именно так называемая транслокация фупп в этом случае происходит модификация растворенного вещества в процессе переноса. Так, фосфотрансферазная система, переносящая сахара, фосфорилирует их (например, глюкозу в глюкозо-6-фосфат) по мере поступления в клетку. Донором фосфорильной Фуппы в этом процессе служит фосфоенолпируват. Фосфорилирование опосредовано тремя разными ферментами и небольшим белком (НРг) - переносчиком фосфорильной Фуппы. [c.324]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология