МИТХТ |
Виды транспорта через мембрану |
||
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
МИТХТ |
Аламетицин – пептид, образующий |
||
|
|||
|
|
|
потенциалзависимый ионный канал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аламетицин состоит из 20 аминокислотных остатков, включает необычные остатки α-аминоизомасляной кислоты (Aib) и фенилаланинола (Phol)
Ac-Aib – Pro – Aib – Ala – Aib – Ala – Gln – Aib – Val – Aib – Gly – Leu – Aib – Pro – Val – Aib – Aib – Glu – Gln – Phol
Пептид представляет собой α-спираль с изгибом на уровне Pro-14 и разупорядоченной С-концевой частью (по данным рентгеноструктурного анализа).
Каждый канал образован 6-11 молекулами аламетицина, и стабилизирован водородными связями между этими молекулами. Полярные группы направлены в растворитель.
Длина канала - 3,2 нм
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor.
Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Проводимость единичного канала 5000 пСм в 1 М КСl
МИТХТ |
Модель аламетицинового канала |
|
(Р.Фокс и Ф.Ричардс)
Аламетициновый канал в мембране
(а) - в отсутствие электрического поля;
(б) – промежуточная форма , образующаяся под действием приложенного электрического поля;
(в) – открытая форма ионного канала.
Этот документ был отредактированАгрегатс Icecream PDFмолекулEditor. смещается при включении электрического поля,
Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
дотягиваясь до противоположной стороны и канал включается.
|
|
|
|
|
Каналообразующие ионофоры |
|
МИТХТ |
|
Нистатин и амфотерицин В - полиеновые антибиотики, |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
образующие в мембране поры. |
|
|
|
|
|
|
Нистатин и амфотерицин В в мембране, образуют комплекс со стеринами и формируют поры, пропускающие воду, одновалентные ионы, глюкозу. Полупору образуют 8-10 молекул антибиотика: гидрофильные части молекулы ориентированы внутрь поры, а гидрофобные – в сторону мембраны.
Этот документ был отредактированПорообразующийс Icecream PDF Editor. комплекс стабилен внутри бислоя.
Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Диаметр поры 0,8 нм.
МИТХТ |
Порины – белки наружной мембраны |
||
|
|
|
грамотрицательных бактерий. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Порины – белки, обеспечивающие диффузию небольших гидрофильных молекул через наружную мембрану грамотрицательных бактерий. В мембране они присутствуют в виде тримеров.
Доля β-слоев в их структуре - 60%
Порины образуют наполненный водой трансмембранный канал.
Порины Е.соli (ОmpF, OmpC,PhoE) - образуют поры 1-1,2 нм.
LamB – мальтопорин – канал, через который осуществляется диффузия мальтодекстринов.
Модель поринового тримера, каждая субъединица содержит пору, внутренняя поверхность образована остатками гидрофильных аминокислот
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
МИТХТ
Примеры пор и каналов
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
МИТХТ
Резюме
1. Транспорт растворимых молекул через биомембрану опосредуется канальными белками или белками-переносчиками.
2. Каналы обеспечивают транспорт ионов через мембрану со скоростью около 10*6- 10*8 ион/с на один канал.
3. Каналы часто представляют собой белковые комплексы.
4. Белковые комплексы образуют в мембране пору, находящуюся в центре белкового кластера, который содержит несколько копий одинаковых или близкородственных полипептидов или доменов одного полипептида.
5. Каналы могут открываться или закрываться в ответ на
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor.
Активируйте PRO версию, чтобы убратьхимическийводяной знак. или электрический сигнал.
ЗАНЯТИЕ 13
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Активный транспорт
• |
Ионная асимметрия в живых клетках |
• |
+ + |
|
Na, K - АТФ-аза – строение, механизм действия, функции |
•Са –АТФ-аза- строение, механизм действия
•АТФ-синтаза- молекулярный мотор
•Симпорт, антипорт
Мембранный транспорт макромолекул и частиц
Экзоцитоз Эндоцитоз (пиноцитоз, рецепторно-опосредованный эндоцитоз, фагоцитоз)
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Активный транспорт
•Ионная асимметрия характерна для всех типов животных клеток
•Активный транспорт против градиента концентраций вещества требует дополнительных источников энергии
•ΔG = RT ln C2/C1 - химическая энергия для переноса вещества
•Источники энергии для активного транспорта:
-гидролиз АТФ
-солнечный свет (бактериородопсин)
-ионные градиенты (Na+ – зависимый симпорт глюкозы)
-векторный (направленный) перенос групп
•В клеточных мембранах функционируют транспортные белки, обеспечивающие активный транспорт ионов
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Ионная асимметрия в живых клетках
В живых организмах трансмембранные градиенты концентраций некоторых ионов между двумя сторонами клеточных мембран очень сильно варьируют – ионный состав клеток отличается от ионного состава окружающей среды.
Ионный состав клеток и внеклеточной жидкости в сравнении с ионным составом морской воды (в ммоль/л)
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Почему клетка концентрирует К+ и выбрасывает Na+??
+ +
Метаболические реакции, регулируемые ионами Na и K
В большинстве+ метаболических процессов в клетке:
• ион К+служит активатором,
Этот документ был•отредактированион Naс Icecream-ингибиторомPDF Editor. (исключение – биосинтез липидов).
Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
+ +
Ионная асимметрия Na и K в животных клетках
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Na,+K +- АТФ-аза 3 Na+ |
Участок связывания |
|
|
|
K+ и уабаина |
++
Фермент Na, K - АТФ-аза перекачивает ионы Na из клетки,
а K - внутрь клетки. |
|
|
Градиент |
Источник энергии - |
|
|
концентрации |
гидролиз АТФ |
Участок |
|
ионов калия |
|
связывания Na+ |
|
ADP + PI |
|
ATP |
+ |
|
|
Градиент |
2 K |
ЦИТОПЛАЗМА |
|
концентрации |
|
|
|
ионов натрия |
|
|
Фермент состоит из 2-х субъединиц : большой - трансмембранной (100000Д), обладающей каталитической активностью и малой -
Этот документгликопротеинабыл отредактирован с Icecream(45000Д)PDF Editor. . Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Строение фермента Na,+ K+- АТФ-гидролазы
Центры связывания уабаина * * *
α – субъединица |
β-субъединица |
центры связывания ионов и АТФ
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor.
Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Уабаин – ингибитор фермента
Na+/K+ - АТФаза – фермент Е1Е2 - типа
Основные особенности каталитического цикла:
1.Е1-форма связывает три иона Na+ с цитоплазматической стороны мембраны и далее при ее взаимодействии с АТФ фосфорилируется аспарагиновая кислота;
2.Фосфорилирование белка стабилизирует конформацию с низким сродством к Na+ . Происходит переход из Е1-Р в Е2-Р.
3.В форме Е2-Р конформация белка обладает высоким сродством к К+, далее
происходит дефосфорилирование (этот этап ингибируется уабаином).
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor.
4Активируйте. ЛимитирующейPRO версию, чтобы убратьстадиейводяной знак.является освобождение К+ и переход его из связанного с ферментом состояния в свободное.
Структура Na,K-АТФазы
Участки гликозилирования
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
19 кДа фрагмент
Фосфорилирующий
домен
Нуклеотидсвязывающий
домен
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию,Активаторныйчтобы убрать водяной знак. домен
Третичная структура альфа-субъединицы Na,K-АТФазы в Е1 и Е2 конформациях
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
+ +
Na, K - АТФ-аза
+ +
Согласно данным электронной микроскопии, Na, K - АТФ-аза имеет олигомерную структуру – (α+β)протомеры объединяются в ансамбли.
+ +
Фермент Na, K - АТФ-аза может гидролизовать и другие нуклеотиды – ГТФ, УТФ, но с меньшей скоростью.
+ +
Активность Na, K - АТФ-азы регулируется:
•соотношением концентраций ионов Na/K
•доступностью АТФ
•фосфорилированием протеинкиназами (при этом активность уменьшается)
•действием ингибиторов (сердечные гликозиды, пептиды)
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Функции Na,K-насоса в различных тканях
1. Поддержание электрохимического градиента ионов К+ и Na+ на
плазматической мембране.
а. Градиент необходим для поддержания мембранного потенциала покоя, генерации потенциала действия.
б. Для обеспечения транспорта сахаров, аминокислот, медиаторов, а также ионов Сl-, Са2+ и Н+.
2.Регуляция объема клетки.
3.Рецептор стероидных гормонов (уабаин и его производные), обеспечивающий различные типы ответа в разных тканях
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Примеры вторично-активного транспорта в клетках
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Активный транспорт , осуществляемый за счет энергии ионных градиентов
Транспорт сахаров или аминокислот внутрь животных клеток обуславливается градиентом Na+ (симпорт или антипорт)
Всасывание Glc в клетки кишечника происходит по принципу симпорта с ионами Na+ .
Глюкоза и ионы Na+ связываются с различными участками на белке переносчике глюкозы.
Na+ по электрохимическому градиенту стремится войти в клетку и «тащит» глюкозу внутрь за собой.
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Транспорт глюкозы в эпителии кишечника
Молекула глюкозы котранспортируется с Na+ через апикальную плазматическую мембрану в эпителиальную клетку
Она движется через клетку к базальной поверхности, где переходит в кровь с помощью Glut2 - пассивного переносчика глюкозы
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor.
Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Na+/K+-АТРаза продолжает выкачивать Na+ наружу для поддержания градиента Na+, который обеспечивает поглощение глюкозы
Транспортная система – антипорт в мембране эритроцитов
Хлоридно-бикарбонатный обменник эритроцита:
эта котранспортная система делает возможным вход и выход НСО3без изменений мембранного потенциала
его роль заключается в увеличении способности крови переносить СО2
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Транспортная система – симпорт в мембране E. coli
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Активный транспорт в бактериях идет путем векторного переноса групп
Активный транспорт сахаров внутрь бактерий осуществляется путем фосфорилирования
Специальная «фосфотрансферазная система» белков в бактериальной клетке фосфорилирует глюкозу во время переноса её через мембрану. Молекулы глюкозы становятся заряженными и не могут выйти из клетки. Донором высокоэнергетического фосфата является фосфоенолпируват, а
ЭтотнедокументАТФбыл .отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.
Резюме
1.Активный транспорт - конформационные изменения белка переносчика за счет энергии гидролиза АТФ и связывания ионов (Na+ / K+ - АТФаза, Са2+ - АТФ-аза, АТФ –синтаза )
2.Активный транспорт - сопряжен с поглощением света (бактериородопсин).
3.Активный транспорт вещества S против его электрохимического градиента за счет трансмембранного градиента концентраций ионов Х (чаще всего Na)
4.Активный транспорт в бактериях идет путем
направленного переноса групп
Этот документ был отредактирован с Icecream PDF Editor. Активируйте PRO версию, чтобы убрать водяной знак.