Ферменты в мембранах

Железо является одним из элементов, наиболее распространенных в земной коре в обычных почвах его содержание достигает 4%. Функции железа в живых клетках многочисленны и разнообразны - . Общее содержание железа в бактериях и грибах составляет в среднем I ммоль/кг, но в тканях животных его, как правило, меньше. 70% из 3—5 г железа, содержащихся в организме человека, сосредоточено в эритроцитах, где общее содержание железа составляет 20 мМ. В остальных тканях общее содержание железа составляет лишь 0,3 мМ в основном оно приходится на разного рода резервные формы. Суммарное содержание всех железосодержащих ферментов составляет 0,01 мМ. Хотя средние концентрации получаются низкими, железо сконцентрировано в окислительных ферментах в мембранах, и, следовательно, локальные его концентрации могут быть значительно выше. Удивительно, что одна из групп анаэробных бактерий, а именно молочнокислые бактерии, которые вообще не содержит ферментов, реагирующих с кислородом, по всей видимости, полностью лишена и железа, и меди. Во всех других организмах железо обязательно должно присутствовать. [c.126]

Обнаруженные в мембранах белки обычно являются ферментами [1]. За исключением ферментов, участвующих в процессах переноса, локализация ферментов в мембране способствует их каталитической функции так, на ферменты, катализирующие окислительные процессы или сборку определенных макромолекул, оказывает благотворное влияние неполярное окружение, существующее [c.107]

Описанная кинетическая модель согласуется с опытом и показывает, что специфическая роль белка-фермента в мембранном транспорте состоит в сопряжении транспорта с метаболизмом. [c.351]

Метаболическая. Биологические мембраны прямо или косвенно участвуют в процессах метаболических превращений веществ в клетке, поскольку большинство ферментов связано с мембранами. Липидное окружение ферментов в мембране создает определенные условия для их функционирования, накладывает ограничения на активность мембранных белков и таким образом оказывает регуляторное действие на процессы метаболизма. [c.302]

В ряде работ обсуждается возможный характер пространственной организации комплекса ферментов гликолиза. П. Фридрих предложил гипотетическую схему расположения ферментов в мембране эритроцитов (рис. 20). Идея схемы состоит в наложении последовательно расположенных ферментов центральной части гликолиза на пучок хвостов белка полосы 3, имеющих весьма специфичные участки для связывания каждого фермента. Схема учитывает также возможное участие белков цитоскелета (актина) в процессе связывания отдельных ферментов. [c.84]

Поскольку скорости латеральной диффузии белков в биомембранах значительно ниже скорости их диффузии в цитозоле (а следовательно, и время удержания белковых ансамблей в мембране продолжительнее, чем в цитозоле), пространственно-временное распределение ферментов в мембране может контролировать состояние ферментов цитозоля. И в этом смысле мембранные структуры интегрируют клеточный метаболизм. Подчеркнем, что такое метастабильное состояние возможно лишь в живой, метаболизирующей клетке. [c.55]

Изучение изоформ цит. Р-450 в тканях животных различных видов позволяет проследить эволюцию мембранных белков. Переход от простейших к более развитым животным требует усовершенствования метаболизма , обеспечивающегося за счет встраивания ферментов в мембранные структуры, образования мультиферментных комплексов, появления новых изоформ. Эти процессы обеспечивают более высокую специфичность и тонкую регуляцию реакций метаболизма (см. гл. IV. 1). [c.135]

Пероксидазу по своему устройству можно отнести к мембранным белкам поверхностные углеводные радикалы которых способны определять специфичность связывания фермента в мембранных структурах клетки. Причем гликозилированные участки расположены достаточно далеко от активного центра пероксидазы и поэтому не влияют на протекание каталитического процесса (рис. 63). Однако углеводы среды могут регулировать каталитическую активность и стабильность фермента. При этом, если поверхностные углеводы выполняют защитную функцию, т.е. экранируют белковую глобулу от действия свободных радикалов среды, ориентируют фермент в мембранных структурах, то углеводы среды способны ингибировать пероксидазу и понижая [c.142]

Если бы теперь дыхание тоже образовывало не воду, а Н+ и ОН , то можно было бы так расположить ферменты в мембране, чтобы при дыхании ион Н+ выделялся слева от мембраны, а при фосфорилировании [c.46]

Активация глюкоэо-6-фосфатазы детергентами. Процедура активации фермента в мембранных препаратах проводится прй 0°С под действием тритона Х-100 или дезоксихолата натрия. К 0,9 мл суспензии микросом (примерно 20 мг белка) добавляют 0,1 мл детергента до необходимой концентрации. Через 10 мин инкубации при помешивании действие детергентов прекращают пятикратным разведением суспензии 0,25 М сахарозой. Обработку микросом детергентами проводят непосредственно перед началом экспериментов. [c.372]

Активность ферментов мембран, как и других ферментов, ре гулируется путем изменения их конформации в результате непо средственного взаимодействия с эффекторами. Кроме того, актив ность ферментов в мембранах может регулироваться путем взаимо действий, в которых участвуют мембранные липиды. Таким обра зом достигается очень тонкое регулирование активности ферментов, [c.108]

Для исследования пространственной организации молекулы фермента в мембране широко используются методы химической модификации иепроникающими, гидрофобными и кросс-сшиваю-щими реагентами. В качестве непроникающих меток применяются также антитела к отдельным субъединицам. По имеющимся данным, предложена следующая модель организации цитохромоксидазы в мембране. [c.618]

Белки мембран представляют собой ферменты. В мембранах обнаружена АТФаза, пенициллиназа, НАДН-дегидрогеназа, лак-татдегидрогеназа и ряд цитохромов а, ау, а , аз, Ь[, Ь, с. Выявлены также транслоказы, фосфатазы и другие ферменты. Липидные компоненты мембран представлены в основном фосфолипидами— Ы-фосфатидилглицерином и фосфатидилэтаноламином. Реже встречаются другие фосфолипиды — фосфатидилинозит и фосфатидилхолин. Кроме того, в мембранах содержатся липо-аминокислоты. Особенностью бактериальных липидов по сравне-нению с липидами других организмов является отсутствие стероидов. Количество насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в липидах разных бактерий различно. Общее содержание липидов в мембранах достигает 30%. В мембранах бактерий выявлены каротиноиды, хиноны, гликолипиды, полисахариды и даже нуклеиновые кислоты. [c.25]

Наиболее подходящий материал для мембраны — полиамидная ткань, которая обеспечивает требуемые механические характеристики мембраны. Фермент можно фиксировать как в растворе глутарового альдегида, так и в пористой мембране, пропитанной смесью обоих компонентов. Последний метод, как показали Тул и Маколан, распространен шире, поскольку он обеспечивает более равномерное распределение фермента. Изменение концентрации глутарового альдегида в пределах 0,25 - 2,0% не меняет существенно активность мембраны, если содержание растворимого фермента остается постоянным. Активность фермента в мембране составляет приблизительно 4 - 5% исходной активности растворимой диаминоксидазы. [c.122]

Поведение электродов мало меняется, если изменить количество фермента в мембране от 3 до 6 или до 10 мг для электродов Речница и Лленадо или от 0,1 до 2,5 мг для электродов Масцини и Либерти при pH 7 (однако при pH 10 большее количество фермента всегда повышает скорость установления потенциала). [c.180]

Рис. 20. Гипотетическая схема расположения ферментов в мембране эритроцитов (П. Фридрих, 1986), Димеры В-З-Р (белка полосы 3) — погруженные в мембрану гексагональные структуры. Их Ы-концы формируют в липидном бислое каналы для анионов и выступают в цитоплазму. ФГК — 3-фосфоглицераткиназа НЬ — гемоглобин ГАФД - глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа Альд. — альдолаза ФФК — фос( х)фруктокиназа

Предполагается участие этого фермента в мембранном транспорте глутамата. Известно, что биологические мембраны более проницаемы для глутамина, чем для глутамата, и глутаминаза может участвовать в превращении глутамина крови во внутриклеточный глутамат. Глутаминаза играет важную роль также в регуляции содержания глутамата в нервных окончаниях. Тот факт, что глутаминсинтетаза локализована в основном в глиальных клетках, а глутаминаза наиболее активна в нейронах, а также то, что глутамин оказался главным предшественником глутамата и ГАМК, выполняющих трансмиттерную функцию, послужил основанием для концепции о существовании глута- [c.47]

Причины того же характера приводят к появлению внутри-мембранных колебательных процессов. В качестве одного из примеров приведем катализируемый папаином, иммобилизованным в искусственной мембране, гидролиз этилового эфира N-бeнзoил-L-apгининa. Один из продуктов ферментативной реакции — аминокислота, накапливается в мембране (за счет ограничения диффузии) и тем самым сдвигает pH внутри мембраны в сторону более кислых значений. Это неизбежно уменьшает гидролитическую активность папаина, так как фермент выходит из своего рН-оптимума активности. В дальнейшем за счет более быстрой диффузии Н+ по сравнению с ОН возрастает значение pH внутри мембраны и активность папаина снова увеличивается. Таким образом, был получен микрореактор с периодом колебания 20 с. Изменением концентрации фермента в мембране, толщины мембраны и других параметров системы удается варьировать продолжительность одного колебания. [c.116]

Транспортные АТФазы, функция которых заключается в энергетическом обеспечении активного транспорта ионов, в нативной мембране также представлены олигомерными конструкциями. Это было достоверно показано с помощью метода радиоинактивации (метод молекулярной мишени). Принцип его заключается в определении кинетики инактивации фермента в нативной мембране после ее облучения потоком высокоэнергетических электронов. Используя эмпирическое уравнение зависимости скорости инактивации от дозы радиации (она пропорциональна размерам функциональной единицы фермента в мембране), можно найти эти размеры и соотнести их с молекулярной массой протомера. Для Ыа, К-АТФазы получено, что фермент в мембране представляет собой молекулярную мишень, по крайней мере вдвое превышающую размеры молекулы. Аналогичные результа- [c.49]

В живых организмах протекают различные химические реакции среди которых следует вьщелить окислительно-восстанови-тельные, продуктами этих реакций являются свободные радикалы. Для защиты от разрушительного действия свободных радикалов организмы используют компоненты антиоксидантной защиты в составе которых пероксидаза. Фермент способен катализировать оксидазные, оксигеназные и пероксидазные реакции. Сложное строение пероксидазы полипептидная цепь, гемин, кальций и поверхностные моносахариды, последние защищают апобелок от разрушительного действия свободных радикалов. При этом моносахариды располагаются вдалеке от активного центра и не влияют на каталитические свойства пероксидазы, но способны ориентировать фермент в мембранных структурах клетки и ее органелл. Как представитель гемсодержащих белков, пероксидаза способна катализировать реакции с участием перекиси водорода, восстанавливая последнюю до воды и при этом окисляя различные неорганические и органические соединения. Продуктами ферментативной реакции могут быть свободные радикалы или фермент-субстратный радикальный комплекс, эффективно окисляющий даже медленно окисляемые в индивидуальных реакциях субстраты. Для выполнения разнообразных каталитических функций на поверхности холофермента располагается протяженная субстратсвязывающая площадка, представленная двумя участками, где могут связываться субстраты гидрофобной и гидрофильной природы. Причем в месте локализации гидрофобных субстратов проявляется карбоксильная группа, модификация которой замедляет протекание каталитического процесса. рК этой группы может колебаться в пределах 4,5—5,5. [c.208]

Примеси каких органелл присутствуют во фракции митохондрий Как это установить Чем обусловлено присутствие этих примесей 2. Чем могут быть обусловлены артефакты при определении маркерных ферментов митохондрий 3. На чем основано определение активности цито-хромоксидазы, сукцинатдегидрогеназы, моноаминоксидазы Какую роль выполняют этн ферменты в мембранах мнтохондрнй [c.253]

Гуанилатциклазу удается выявить в различных субклеточных структурах, например в тщательно очищенных ядрах печени и матки. Изменение функционального состояния ткани также влияет на внутриклеточную локализацию гуанилатциклазы. При регеиерадии печени отмечается 2—3-кратное повышение активности фермента в мембранах, в том числе и в ядерных. [c.185]

Предполагается, что большая субъединица простирается через всю толщу клеточной мембраны, причем места связывания К+ и уабаина оказываются на наружной поверхности мембраны, а Ыа+ и АТР — на внутренней. Сахара гликопротеидной субъединицы представлены сиаловой кислотой, фукозой, N-aцeтплглюкoзaминo I и маннозой. Гликопротеид может способствовать правильной ориентации фермента в мембранном бислое, поскольку олигосахариды обычно располагаются на наружной поверхности плазматической мембраны в форме нескольких выступающих образований (разд. [c.378]

Ни одна из отдельных субъединиц не обнаруживает АТРазную активность, но эту активность можно наблюдать прп комбинации субъединиц а и . Изолированный фермент содержит две прочна связанные молекулы ADP на молекулу фермента. Они могут быть удалены с помощью нескольких процедур, включая кратковременную обработку трипсином процедуры не затрагивают гидролитической активности АТРазы, но вызывают утрату АТРсинтетазной активности. Отсюда следует, что та форма F , которая содержит связанный ADP, и есть активная форма фермента в мембране. Судя по нескольким критериям, этот белок претерпевает значительное конформационное изменение при активации мембраны потоком электронов. [c.447]

Данные о молекулярных массах структурных белков мембран противоречивы. У структурных белков митохондрий сердца и печени быка они составляют от 20000 до 60000, а у бактерий—от 10000 до 160000 Да. Структурные белки мембран отличаются резко выраженной способностью к агрегации. При pH 12 они существуют в виде мономеров, но при понижении значения pH олигомеризуются с образованием фибриллярных структур и микрокристаллов. Более того, они способны соединяться в стехиометрических соотношениях с другими белками (например, ми-оглобином) и особенно с ферментами, характеризующимися мембранной локализацией (цитохромами Сх и Ь, цитохромоксидазой, малатдегидро-геназой и др.), причем каталитическая активность последних при этом заметно изменяется. Поэтому полагают, что роль структурных белков мембран не ограничивается только лишь закреплением ферментов в мембране. [c.90]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология