Типы управляемых каналов и насосы - раздел Физика, Биофизика 1)
...
1)
«Ворота» канала системой «рычагов» соединены с диполем, который может поворачиваться, открывая или закрывая ворота. «якорные части» фиксируют положение белка в мембране (в незакреплённом состоянии белок способен совершать латеральное движение по мембране.
2)
На белок садится некий интермедиат, меняя его конформацию, вследствие чего канал открывается. После отделения интермедиата от белка, канал закрывается.
3)
Состоят из нескольких белковых фракций. На R-белок садится некое вещество (например гормон), вызывая конформационные изменения этого белка. R-белок «мехаически» взаимодействует с G-белком, который , в свою очередь, взаимодействует с С-белком. С-белок осуществляет реакцию АТФ ® цАМФ + 2Ф и активизирует протеинкиназу, присоединяя Ф к белку-каналу, после чего канал открывается.
Na+,K+-насос или Na+,K+-АТФаза
Натриево-калиевые насосы, имеющиеся в плазматических мембранах всех животных клеток, работают по принципу антипорта, активно выкачивая катионы Na+ из клетки, а K+- в клетку против градиентов их концентраций (а в случае Na+ и против электрического градиента).
Градиенты концентраций ионов Na+ и K+, поддерживаемые Na+,K+- насосом, ответственны в клетке не только за ее мембранный потенциал (цитоплазма клетки заряжена отрицательно по отношению к внешнеклеточному пространству), но и за регуляцию клеточного объема (явление осмоса), а также за активный транспорт сахаров и аминокислот по механизму симпорта.
Механизм работы Na+,K+-насоса. Экспериментально установлено и доказано, что источником энергии для работы Na+,K+-насоса служит гидролиз АТФ. Na+,K+-насос представляет собой фермент - Na+,K+-АТФ-азу. Этот фермент состоит из 2-х субъединиц: трансмембранной, обладающей каталитической активностью (100000 Д), и ассоциированного с ней гликопротеина (45000 Д). Каталитическая субъединица имеет участки связывания на наружной поверхности цитоплазмы для ионов Na+ и АТФ, а на внутренней – для ионов K+ и ингибитора фермента – уабаина. Функция гликопротеина остается пока невыясненной. Установлено, что работа Na+,K+-насоса происходит следующим образом:
- Концевая фосфатная группа АТФ в присутствии ионов Na+ переносится на остаток аспарагиновой кислоты в молекуле фермента Na+,K+-АТФ-азы. Na+-зависимое фосфорилирование, вероятно, изменяет конформацию АТФ-азы, что каким-то образом приводит к выведению катионов Na+ из клетки.
- Связавшаяся с ферментом фосфатная группа затем гидролизуется в присутствии ионов K+ (именно этот процесс ингибируется уабаином).
- K+-зависимое дефосфорилирование, вероятно, обусловливает транспорт K+ внутрь клетки и возвращение АТФ-азы в первоначальное состояние. Работающий Na+,K+-насос можно воссоздать из очищенного фермента АТФ-азы. Для этого АТФ-азу солюбилизируют в избытке детергента, подвергают очистке и смешивают с соответствующими фосфолипидами. После удаления детергента диализом образуются мембранные пузырьки, которые в присутствии АТФ и Mg2+ перекачивают катионы Na+и K+ в противоположных направлениях.
Таким образом, биологическая функция Na+,K+-насоса состоит в гидролитическом расщеплении АТФ и использовании высвобождающейся при этом свободной энергии для перекачивания ионов K+ из окружающей среды внутрь клетки, а ионов Na+ - из клетки во внешнеклеточное пространство. В различных клеточных мембранах важную роль играют АТФ-азы,
транспортирующие другие катионы (Н+, Са2+).
Н+-АТФ-синтетазы. В плазматических мембранах аэробных бакте-
рий и во внутренних мембранах митохондрий и хлоропластов эукариотических клеток присутствуют ферменты АТФ-синтетазы, которые катализируют синтез АТФ из АДФ и фосфата. Этот процесс осуществляется благодаря наличию на этих мембранах градиента концентраций протонов.
Рис 5.5 - Схематическое изображение работы фермента Na+,K+-АТФ-азы
Градиент концентраций H+ возникает на отдельных этапах транспорта электронов в процессе окислительного фосфорилирования у бактерий и в митохондриях высших организмов или фотосинтеза в хлоропластах растений, а также с помощью фотоактивируемого протонного насоса (бактериородопсина) у Halobacterium.
На сайте allrefs.net читайте: Биофизика. Биофизика...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Типы управляемых каналов и насосы
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Витебск
УО «ВГУ им. П. М. Машерова»
УДК 577(075)
ББК 28.071я73
Б 63
Печатается по решению научно-методического совета
Тема 1. Биофизика как наука. Предмет биофизики.
Теоретические вопросы:
1. Предмет и задачи биофизики. Уровни биофизических исследований; методы исследования и требования, предъявляемые к ним.
2. Исто
Предмети задачи биофизики. История развития биофизики
Биофизика – это наука, изучающая физические и физико-химические процессы, протекающие в биосистемах на разных уровнях организации и являющиеся основой физиологических актов. Её возникновение обусло
Методология биофизики
Введем определение следующих терминов: объект биофизического исследования, биологическая система, методика, метод, методология. Биологическая система - совокупность взаимосвязанных определенным обр
Тема 2 Термодинамика биологических процессов
Теоретические вопросы:
1. Предмет и методы термодинамики. Основные понятия термодинамики.
2. Параметры состояния (интенсивные и экстенсивные) Функция с
Теорема И. Пригожина. Уравнения Онзагера
Постулат И. Пригожина состоит в том, что общее изменение энтропии dS открытой системы может происходить независимо либо за счет процессов обмена с внешней средой (deS
Основные функции биологических мембран
Элементарная живая система, способная к самостоятельному существованию, развитию и воспроизведению - это живая клетка - основа строения всех животных и растений. Важнейшими условиями существования
Структура биологических мембран
Первая модель строения биологических мембран была предложена в 1902 г. Было замечено, что через мембраны лучше всего проникают вещества, хорошо растворимые в липидах, и на основании этого было сдел
Фазовые переходы липидов в мембранах
Вещество при разных температуре, давлении, концентрациях химических компонентов может находиться в различных физических состояниях, например газообразном, жидком, твердом, плазменном. Кристаллическ
Химический и электрохимический потенциал
Живые системы на всех уровнях организации - открытые системы. Поэтому транспорт веществ через биологические мембраны - необходимое условие жизни. С переносом веществ через мембраны связаны процессы
Пассивный перенос веществ через мембрану
Пассивный транспорт - это перенос вещества из мест с большим значением электрохимического потенциала к местам с его меньшим значением.
Активный транспорт веществ. Опыт Уссинга
Активный транспорт - это перенос вещества из мест с меньшим значением электрохимического потенциала в места с его большим значением.
Активный транспорт в мембране сопр
Электрогенные ионные насосы
Согласно современным представлениям, в биологических мембранах имеются ионные насосы,работающие за счет свободной энергии гидролиза АТФ, - специальные системы интегральных белков (
Мембранный потенциал
Одна из важнейших функций биологической мембраны - генерация и передача биопотенциалов. Это явление лежит в основе возбудимости клеток, регуляции внутриклеточных процессов, работы нервной системы,
Распространение нервного импульса вдоль возбудимого волокна
Если в каком-нибудь участке возбудимой мембраны сформировался потенциал действия, мембрана деполяризована, возбуждение распространяется на другие участки мембраны. Рассмотрим распространение возбуж
Свойства ионных каналов клеточных мембран
Модель возбудимой мембраны по теории Ходжкина-Хаксли предполагает регулируемый перенос ионов через мембрану. Однако непосредственный переход иона через липидный бислой весьма затруднен. Поэтому вел
Участие мембран в передаче межклеточной информации
Важное свойство всех живых существ – способность воспринимать, перерабатывать и передавать информацию при помощи биологических мембран. Несмотря на громадное разнообразие различных систем получения
G-белки и вторичные мессенджеры
От первого звена - рецептора (R) сигнал поступает на так называемые N- или G-белки – мембранные белки, активирующиеся при связывании гуанозинтрифосфата (ГТФ). G-белки способны передавать информацию
Биофизика как наука
1. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика : учеб. для вузов / А.Н. Ремизов, А.Г. Максина, А.Я. Потапенко. – М., 2003. – С. 14–17.
2. Биофизика : учеб. для вузов / В. Ф. Антонов [и
Новости и инфо для студентов