Лекции.Орг


Поиск:




Амфифильная природа мембранных липидов




Если одна часть молекулы гидрофобна (нерастворима в воде) а другая – гидрофильна (растворима в воде), то такие молекулы называют амфипатическими. На поверхности раздела масло-вода они располагаются таким образом, чтобы полярные группы находились в водной фазе, а неполярные группы – в масляной. Бислой, образованный такими полярными липидами, считают основой структуры биологических мембран. По достижении некоторой критической концентрации полярные липиды образуют в водной среде мицеллы. Агрегация желчных солей в мицеллы и образование смешанных мицелл, содержащих продукты гидролиза жиров, облегчают всасывание липидов из кишечника.

Схематическое представление фосфолипида или другого мембранного липида. Полярная головка гидрофильна, а углеводородные хвосты гидрофобны или липофильны. Жирнокислотные хвосты могут быть насыщенными (S) или ненасыщенными (U); первые обычно присоединены к атому углерода 1 остатка глицерола, а последние – к атому углерода 2.
Свойства жиров –     Функции жиров –
Строение фосфатидной кислоты:
Полярные «головы» и названия фосфолипидов(другое название фосфатидилхолина – лецитин). .

Какая часть молекул фосфолипидов является гидрофильной, а какая гидрофобной?

Структура галактозилцерамида (галактоцереброзида, R = Н) и сульфогалактозилцерамида (сульфатида R = SO42-):

Убихинон (компонент дыхательной цепи митохондрий):
С. Джонатан Сингер и Гарт Николсон сформулировали в 1972 г. теорию строения мембран, получившую название жидкостно-мозаичной модели (рис.). Согласно этой модели, основной непрерывной частью мембраны, т.е. ее матриксом, служит обычной для клетки температуре матрикс находится в жидком состоянии, что обеспечивается определенным соотношением между насыщенными и ненасыщенными жирными кислотами в гидрофобных хвостах полярных липидов.

Функции биомембран

2. Текучесть мембран, влияние на нее жирнокислотного состава мембранных липидов, поливалентных катионов, холестерола. Мембранные белки: интегральные и периферические. Асимметрия мембран. Сборка мембран
Текучесть мембран Важное свойство биологических мембран – текучесть. Все клеточные мембраны представляют собой подвижные текучие структуры: большая часть составляющих их молекул липидов и белков способна достаточно быстро перемещаться в плоскости мембраны. Подвижность мембранных компонентов объясняется наличием: 1) ненасыщенных жирных кислот в составе фосфолипидов; 2) количеством холестерола. Другое свойство мембран – их асимметрия: оба их слоя различаются по липидному и белковому составам, что отражает функциональные различия их поверхностей. Большинство биологических функций ненасыщенных жирных кислот объясняется их возможностью действовать как вторичные мессенджеры или модуляторы активности функционально важных белков и не связано с окислительным метаболизмом этих кислот. Ненасыщенные жирные кислоты регулируют активность фосфолипаз, ионных каналов, АТФаз, G-белков, протеинкиназ, модулируют фосфоинозитидный и сфингомиелиновый циклы, действие гормонов, транскрипцию генов. Изменение профиля жирных кислот в липидах мембран может изменять включение, агрегацию, диффузионные перемещения мембранных компонентов, активность мембраносвязанных ферментов и экспрессию рецепторов, мембранную проницаемость и транспортные свойства. Многие клеточные функции, например секреция, хемотаксис, чувствительность к микроорганизмам, также зависят от жидкостности мембраны. Связываясь на поверхности клеток или проникая в них, поливалентные катионы (катионы Са2+, Fe3+, катионы тяжёлых металлов и др.) могут взаимодействовать с функциональными группами белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и других соединений, а также замещать ионы других металлов, связанные с этими группами. Так, попадая в клетки, они взаимодействуют с SH-группами, инактивируя многие ферменты (Cd, Pb, Zn), Ni преимущественно связывается с N-содержащими лигандами. В результате возникают различные нарушения метаболизма.   Расположение (локализация) белков в мембранах: Сборка мембран Полярные липиды, к числу которых относятся фосфоглицеролы, сфинголипиды и гликолипиды, не запасаются в жировых клетках, а встраиваются в клеточные мембраны, причем в строго определенных соотношениях. Фосфоглицеролы, синтезируемые ферментами плазматического ретикулума, встраиваются в основном в липидный бислой ретикулума. Общая площадь эндоплазматического ретикулума особенно велика в клетках печени и поджелудочной железы. Мембраны эндоплазматического ретикулума служат предшественниками мембран аппарата Гольджи. От аппарата Гольджи постоянно отшнуровываются мембранные пузырьки, в которых продукты секреции транспортируются к плазматической мембране. Эти пузырьки часто сливаются с плазматической мембраной. Фосфоглицеролы могут переноситься из эндоплазматического ретикулума в митохондрии также при помощи транспортных белков. Таким образом, в клетке существует поток вновь синтезированных полярных липидов, направленный к различным типам клеточных мембран. Значение холестерола Холестерол встраивается между фосфолипидными молекулами, причем его гидроксильная группа контактирует с водной фазой, а остальная часть и гидрофобного слоя. При температуре выше температуры фазового перехода его жесткое стерольное кольцо взаимодействует с ацильными группами фосфолипидов, ограничивая их подвижность; это приводит к уменьшению текучести мембран. ← Какие белки изображены на рисунке: 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 –    
Молекулы различных полярных липидов после завершения их синтеза встраиваются в липидный бислой клеточных мембран в определенных соотношениях. Основная масса полярных липидов встраивается в бислой мембран эндоплазматического ретикулума. Эти липиды поступают затем последовательно в мембраны аппарата Гольджи, секреторные пузырьки и плазматическую мембрану. При помощи специфических белков-переносчиков липиды эндоплазматического ретикулума переносятся через цитозоль и встраиваются в митохондриальные и ядерные мембраны.
3. Микротранспорт: пассивный транспорт (простая и облегченная диффузия), активный транспорт (первичный и вторичный). Унипорт и котранспорт (симпорт и антипорт). Макротранспорт: эндоцитоз (пиноцитоз и фагоцитоз) и экзоцитоз. Окаймленные ямки и пузырьки. Роль клатрина
Проницаемость искусственной мембраны для различных веществ Перенос вещества и информации через мембраны: 1. Трансмембранное перемещение малых молекул: - Диффузия (пассивная и облегченная). - Активный транспорт. 2. Трансмембранное перемещение крупных молекул: - Эндоцитоз. - Экзоцитоз. 3. Передача сигнала через мембраны Рецепторы клеточной поверхности 1. Передача сигнала (например, глюкагон→цАМФ). 2. Интернализация сигнала (сопряженная с эндоцитозом, например рецептор ЛПНП). 4. Межклеточные контакты и коммуникации Схема работы белков-переносчиков, функционирующих по принципу унипорта, симпорта и антипорта: Виды макротранспорта (эндоцитоз, экзоцитоз): Почему вещества, имеющие заряд, и очень крупные молекулы не могут пройти через липидный бислой с помощью свободной диффузии? Схематическое изображение пассивного и активного видов транспорта: Строение и функционирование Nа++-АТФ-азы плазматической мембраны: По какому принципу работает Nа++-АТФ-аза?
4. Лизосомы, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и мембранный транспорт. Липосомы, как модель биологических мембран и транспортная форма лекарственных препаратов
Образование лизосом и их участие в клеточных процессах
1 – синтез гидролитических ферментов в ЭПР; 2 – переход их в АГ; 3 – образование первичных лизосом; 4 – выброс и использование (5) гидролаз при внеклеточном расщеплении; 6 – эндоцитозные вакуоли; 7 – слияние с ними первичных лизосом; 8 – образование вторичных лизосом; 9 – телолизосомы; 10 – экскреция остаточных телец; 11 – первичные лизосомы принимают участие в образовании аутофагосомы (12).




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-23; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1267 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Свобода ничего не стоит, если она не включает в себя свободу ошибаться. © Махатма Ганди
==> читать все изречения...

827 - | 750 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.01 с.