16. Химический состав мембран.

Биологические мембраны – функциональные структуры клеток толщиной в несколько молекулярных слоев, ограничивающие цитоплазму и большинство внутриклеточных структур, а также образующие единую внутриклеточную систему канальцев, складок и замкнутых полостей. Биол. Мембраны построены в основном из белков, липидов и углеводов. Белки и липиды составляют основную часть. Доля угдеводов – 10-1%, причем они связаны либо с молекулами белка (гликопротеины), либо с молекулами липидов (гликолипиды). Липиды мембран представлены в основном: 3 классами: 1). Стероиды (30%) 2). Гликолипидами (10%) 3). Фосфолипидами (60%). Фосфолипиды:глицерофосфолипиды, сфинголипиды. Липиды представлены гидрофильной полярной головкой и гидрофобным неполярным хвостом. Головка липида отрицательно, либо нейтрально заряжена, в хвосте изгибы – затрудняют гидрофобность. В молекуле фосфолипидов 2 типа взаимодействия: электростатическое (между головкой), и гидрофобное (между хвостом). Формирование липидной основы мембран – процесс самосбора липидов в водном окружении. Образуются замкнутые структуры (везикулы), гидрофобные хвосты не соприкасаются с водой. В плоскости липидного бислоя существует множество зон, отличающихся друг от друга по жидкости. Липиды формируют подложку для белков, активируют субстрат ферментом, стабилизируют глобулу белка, в активной конформации, организовывают мультиферментные комплексы. чем больше в мембранах ненасыщенных жирных ки­слот, тем более текучая мембрана и тем выше ее проницае­мость для веществ. Другие классы липидов, присутствующие в мембране, также несут пару углеводородных хвостов. Белки: 1). Интегральные. 2). Трансмембранные.3).Периферические. Функции белков: высокая избирательность проницаемости мембран достигается благодаря тому, что специальные белки образуют каналы, пропускающие лишь определенные ионы и молекулы, а также насосы (помпы), способные переносить вещества против градиента их концентраций. Мембранные белки-рецепторы обеспечивают передачу через мембрану внутрь клетки сигналов от внешних эффекторов, таких как, гормоны, нейромедиаторы или чужеродные антигены, для которых мембрана является непроницаемой. Многие реакции протекают не в растворе, а на поверхности клеток или органелл и ускоряются так же мембранными белками — ферментами и антигенами, прикрепленными к мембранам. Мембранные белки интегрированы в липидный матрикс. Они могут быть разбросаны в мембране или образовать скоп­ления. Как ни разнообразны белки мембран, все они отлича­ются от водорастворимых тем, что одновременно контактиру­ют с двумя различными средами — липидным бислоем и водой, т.е. находятся на разделе фаз. Белки прочно связаны с бислоем благодаря тому, что как и липиды обладают амфифильными свойствами. Гидрофильные участки белка взаимодействуют с водой и головками липидов, а гидрофобные участки погруже­ны в мембрану и взаимодействуют с хвостами липидиых моле­кул. Вода. С ней связаны многие структурно-функциональные свойства мембран, а так же процессы стабилизации и формирования мембран. Вода входит в состав мембран и делится на свободную, связанную и захваченную. Связанная и свободная вода различается по подвижности молекул воды и растворяющей способности. Наименьшей подвижностью и растворяющей способностью обладает внутренняя связанная вода. Она присутствует в липидной зоне мембран в виде отдельных молекул. Основную часть связанной воды представляет вода гидратных оболочек. Эта вода окружает полярные группы белков и липидов, имеет min подвижность и практически не обладает свойствами растворителя. Свободная вода в порах и каналах. По ней могут перемещаться свободные ионы. Она является хорошим растворителем, подвижная и обладает всеми свойствами жидкой воды. Захваченная вода обладает изотопным движением, характерным для жидкой воды, является хорошим растворителем. Она встречается в центральной зоне мембран, между ее липидными слоями, но эта вода пространственно делится как с внеклеточной жидкостью, так и с цитоплазмой. У нее нет возможности свободно с ними обмениваться