Є речовини, які не є природними компонентами мембран, але можуть полегшувати проникнення через них певних іонів.
В основному, це антибіотики. За своєю транспортної здатності вони поділяються на дві групи:
- рухливі переносники, що проходять з іоном через мембрану;
- Каналоутворювачі - утворюють в мембрані канал, через який можуть проходити іони.
а) Рухливі переносники (валиномицин і ін.). Являють собою замкнуті ланцюги, що складаються з мономерів різної природи (рис.2.7). Вуглеводневі радикали цих мономерів утворюють гідрофобну оболонку молекули. Усередині ж є порожнина, вистелена такими полярними групами, які здатні утворювати єдиний хелатний комплекс з одним одновалентним катіоном. Зокрема, валиномицин найактивніше зв'язує іон К +; спорідненість до Nа + в 1000 разів менше.
Комплекс антибіотика з іоном проходить через мембрану шляхом простої дифузії. Якщо з іншого боку мембрани (наприклад, всередині штучного мембранного бульбашки) концентрація іонів К + досить низька, то відбувається дисоціація комплексу і вивільнення іона.
Вільний антибіотик здатний дифундувати назад, зв'язати черговий іон і теж перенести його через мембрану. І так багато разів. За 1с молекула антибіотика може перетнути мембрану в обох напрямках до 1000 разів і, відповідно, перенести близько 500 іонів.
б) Каналоутворювачі (граміцидин А та ін.). Основа грамицидина А - лінійний поліпептид, все 15 амінокислотних залишків якого містять виключно гідрофобні радикали. З одним кінцем поліпептиду пов'язаний етаноламін, а з іншим - формільная група.
Молекули цього з'єднання можна зупинити об'єднуються в спіраль димери, які здатні вбудовуватися в мембрани (рис. 2.8). У димере залишки етаноламіну грають роль гідрофільних «головок», а пептидні b-спіралі - гідрофобних «хвостів», які пронизують всю неполярну фазу мембрани.
Однак, на відміну від жирнокислотних «хвостів», ці спіралі формують в своєму внутрішньому просторі гідрофільний канал: його стінки вистелені полярними групами, що утворюють пептидні зв'язки (-NН-СО). Розміри каналу такі, що по ньому можуть переміщатися через мембрану невеликі (одновалентні) іони. При цьому ділянка каналу, де в даний момент знаходиться іон, тимчасово стає ширше і коротше (як при переміщенні грудки їжі по стравоходу).
Канал залишається відкритим протягом приблизно 1с (після чого, мабуть, димер розпадається і молекули антибіотика вступають в нові взаємодії один з одним). За цей час через канал може пройти
10 7 іонів, тобто швидкість перенесення тут набагато вище, ніж в разі рухомих переносників.
Не виключено, що нативні іонні канали (Nа + -канали, К + -канали і т.д.) в деяких деталях своєї будови і функціонування нагадують граміцідінового димери.
Всі теми даного розділу:
функції биомембран
Як відомо, в тваринній клітині багато різних мембран - навколишнє клітку плазматична мембрана (плазмолемма), внутрішня і зовнішня мембрани ядерної оболонки, мембрани ендоплазматичної мережі,
принцип будови
Незважаючи на те, що між мембранами існують певні відмінності, всі вони побудовані за одним і тим же принципом. В даний час найбільшим визнанням користується рідинно-м
Основні кількісні характеристики мембран
1. Співвідношення по загальній масі ліпідів і білків в мембранах зазвичай близько до 1: 1, але іноді варіює від 4: 1 до 1: 4. 2. При цьому ліпіди (на відміну від білків) є низькомолекулярними
Основні властивості мембран
1. Замкнутість. Ліпідні бішару завжди самостійно замикаються на собі з утворенням повністю відмежованих відсіків. Лише в цьому випадку все гідрофобні частини ліпідів оказиваютс
мембранні ліпіди
До складу мембран входять ліпіди наступних класів: 1. фосфоліпіди 2. сфінголіпіди 3. гліколіпіди 4. стероїди, а саме-холестерин.
Білки мембран.
На відміну від ліпідів, мембранні білки важко класифікувати по їх структурі. Виходячи з функціональної ролі білків їх можна розділити на наступні групи: 1. Стру
Білки, які беруть участь у передачі сигналів від одних клітин до інших.
Така передача здійснюється в дуже багатьох випадках самими різними способами. Наприклад, в нервових і нервово-м'язових синапсах з т.зв. іонотропнимі рецепторами сигнальної молі
Способи перенесення через мембрану низькомолекулярних з'єднань
Транспорт речовин всередину і назовні клітини, а також між цитоплазмою і різними субклітинному органеллами (мітохондріями, ядром і т.д.) забезпечується мембранами. Якби мембрани були глухим барь
Катіонні канали та н-холінорецептори
Катіонні канали (рис.2.6) знаходяться в постсинаптичні мембрані холинергических синапсів, що містять н-холінорецептори. Останні, як вже згадувалося, виконують подвійну ф
активний транспорт
При активному транспорті речовина проходить через мембрану за допомогою спеціального транспортного білка, але проти градієнта своєї концентрації, тобто з відділу з меншою концентрацією
способи перенесення
Через біомембрани можуть проходити не тільки низькомолекулярні речовини, але також високомолекулярні сполуки і навіть відносно дрібні частинки. Перехід частинок через плазмолемму происход
екзоцитоз ацетилхоліну
Ацетилхолін утворюється в цитоплазмі пресинаптичного закінчення і тільки після цього надходить в синаптичні пухирці (або сінаптосомах; рис.2.15). Одночасно в закінченні зазвичай присутній ніс
Сімейство адгезивних мембранних білків
За агрегацію однорідних клітин відповідають трансмембранні гли-копротеіди. Безпосередньо за з'єднання - адгезію, клітин відпові-ють молекули так званих САМ-білків (cell adhesion molecules)