55. Бислойные мембраны. Протеолипосомы. Поверхностный заряд мембранных систем.

Биомембраны характеризуются чрезвычайным разнообразием и способны не только отделять содержимое клетки от внешней среды и обеспечивать разделение внутреннего объема клетки на компартменты, но и участвовать в регуляции множества процессов.

С участием мембраны связаны: фоторецепция, рецепция, БАВ, передача нервного импульса, синтез ДНК. Достаточно высокое содержание липидов, они составляют мембранную матрицу; белки составляют вариабильную часть; углеводы в виде гликопротеидов и гликолипидов. В мембране всегда находится небольшое кол-во воды. Белки в мембране отличаются большим разнообразием. Большинство белков в мембране находятся в виде клубка, 30% белков могут находится на поверхности мембраны в виде спирали Интегральные белки погружены в мембрану или пронизывают ее насквозь. Периферические белки на поверхности мембраны и слабо связаны с ней – слабые взаимодействия. На поверхности интегральных белков имеется значительно меньше участков, несущих электрический заряд, чем на поверхности периферических белков.

Модели биологических мембран В 1935 г. модель Даниэля Доусона унитарная модель био мембран. Липидный бислой – структурная основа. Наружный и внутренний слои – глобулярные белки. Симметричная модель. Модель Робертсона (середина 60х г). Мембрана представляет собой 3х слойную структуру, средний слой из липидов. Белковые молекулы развернуты на поверхности двойного липидного слоя вследствие электростатических взаимодействий заряженными головками фосфолипидов. Модель Робертсона ассимметрична, так как на наружной поверхности мембраны – гликопротеиды. В группе моделей предполагается наличие белков матрицы. Модель Лючи (середина 60х г.) – белково-кристаллическая модель. Модель Сенгера и Николсона. 60-70 г. Основа – липидный бислой, в который включены молекулы интегральных и периферических белков. Жидкомозаичная модель. С ее помощью объясняется проницаемость мембран.

Протеолипосомы. Многие мембранные белки и мелкие фрагменты биологич. мембран легко могут быть включены в состав искусственных везикулярных мембран. Такие комбинированные сис-ы наз-ся протеолипосомами. Эффективность встраивания большинства белков в исскуственные мембранные системы резко зависит от липидного состава мембран, рН, солевого состава, t и т.д. Как правило, эффективность встраивания белковых молелукул или липопротеиновых фрагментов мембраны возрастает в присутствии небольших кол-в детергентов. Полагают, что сравнительно мелкие молекулы детергентов заполняют дефекты на границе белковой молекулы в мембране, экранируя гидрофобные участки мембраны от воды. Ценность протеолипосом как искусственных мембранных систем в первую очередь определяется широкими возможностями, которые эти системы предоставляют для исследования функционирования многих важных компонентов биологич. мембран. По существу, получение протеолипосом можно рассматривать как последний этап перед полной реконструкцией функционирующих мембранных систем из составляющих их компонентов.

Мембранный потенциал возникает в следствии разности м/ду внутр-ей (цитоплазма) и наружной поверхностями мембран (снаружи +, а внутри -). От поверхностного заряда биомембран зависит электрический потенциал, который определяет локальную концентрацию заряженных субстратов и протонов вблизи мембраны. Влияние поверхностного потенциала может проявляться в сдвиге рН-оптимума активности ферментов, активный центр которых локализован у поверхности мембраны.