Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Скулачев В.П. -> "Энергетика биологических мембран" -> 10

Энергетика биологических мембран - Скулачев В.П.

Скулачев В.П. Энергетика биологических мембран — М.: Наука, 1989. — 564 c.
ISBN 5-02-004027-4
Скачать (прямая ссылка): energetikabiologicheskihmembran1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 253 >> Следующая

Подобная организация типична для мембранных белков, имеющих дело с гидрофобными субстратами или с теми из гидрофильных субстратов небольшого размера, содержание которых в омывающем мембрану растворе достаточно велико. Если эти условия не выполняются, то субстратсвязывающий домен мембранного фермента обычно выступает в водную фазу далеко из мембраны. В таких случаях связь с ней может осуществляться за счет особого гидрофобного домена («якоря») (см. рис. 7, б, в). Чтобы увеличить гидрофобность, в некоторых случаях имеет место специфическая модификация якорного домена, а именно аминокислотные остатки, содержащие гидроксильные группы, ацилируются жирными кислотами [418, 973]. Этот процесс происходит в аппарате Гольджи [973].
Другим местом модификации может быть N-конец полипеп-тидной цепи. Так, N-концевой глицин в молекуле NADН-цитохром 65-редуктазы ацилирован миристиновой кислотой СН3(СН2)12
26
1. Введение в мембранную биоэнергетику
СООН. Это дополнительно увеличивает сродство к жиру N-koh-цевой последовательности фермента, образуемой гидрофобными аминокислотами [1155]. Муреиновый липопротеид, прикрепленный к внешней мембране Е. coli, модифицирован пальмитатом, присоединенным по NH2-rpynne к N-концевому цистеину. Еще два остатка жирных кислот связаны с тем же цистеином через глицерин, который образует тиоэфирную связь.
Белки могут составлять от 1/6 до 2/3 вещества мембраны. В первом случае они находятся в броуновском движении в плоскости липидного бислоя, который служит главной составной частью мембраны. Движение белка прекращается при температуре ниже точки замерзания углеводородной сердцевины бислоя. Скорость латерального движения белков сильно снижается,, если белки становятся главной составной частью мембраны, как это имеет место во внутренней мембране митохондрий.
* * *
В приведенной выше вводной главе мы не рассматривали таких общих физико-химических понятий, как свободная энергия, окислительно-восстановительные, Доннановы, Нернстовы и поверхностные потенциалы и т. п. Их можно найти в учебниках биохимии и биофизики, а применительно к мембранной биоэнергетике — в монографии Никольса [98].
Глава 2
Специфические методы мембранной биоэнергетики
В мембранной биоэнергетике используются практически все основные методы биоорганической химии, молекулярной биологии, генетики, биохимии и биофизики. Кроме того, целый ряд методических приемов был разработан специально для этой отрасли биологических наук. Наиболее существенные из них будут рассмотрены в настоящей главе.
2.1. Измерение мембранного потенциала (A*F)
Электрический мембранный потенциал (AY) является той первичной формой энергии, которая вырабатывается AfII-генераторами — протонными или натриевыми насосами.
Образующаяся AY тормозит работу Л[Г1-генератора, если AjII не используется каким-либо из потребителей. Это явление, которое в общей форме можно назвать ионным контролем, а конкретно — протонным или натриевым контролем, возникает задолго до того, как будет создан градиент концентрации транспортируемого иона (Лр1). Такие соотношения суть следствие сравнительно малой электрической емкости мембраны по сравнению с омывающими ее рН-буферами (подробнее см. раздел 6.3). По этой причине измерение AY является одной из важнейших задач при исследовании мембранных энергопреобразующих систем.
Чтобы измерить AY, образуемую AjII-генератором, необходимо преодолеть по меньшей мере две трудности.
1. Важнейшие объекты исследования — органеллы эукариотических клеток или бактерии — так малы, а сопротивление их мембраны так велико, что оказывается невозможным надежное применение микроэлектродной техники, разработанной физиологами в опытах с крупными клетками животных, растений и грибов.
2. Несмотря на малый размер, органеллы и бактериальные клетки располагают множеством систем ионного транспорта, все детали которого в настоящее время просто невозможно учесть. Поэтому приходится прибегать к различного рода допущениям, применяя косвенные методы слежения за AY.
Традиционный энзимологический подход, а именно очистка исследуемого фермента, сам по себе недостаточен, чтобы преодолеть эту трудность. Ведь очистка фермента — генератора или
28
2. Специфические методы мембранной биоэнергетики
потребителя AjII с неизбежностью предполагает разрушение природной мембраны.
Чтобы измерить генерацию AY очищенным ферментом, необходимо его вновь встроить в мембрану, обладающую высоким электрическим сопротивлением. Реконструкция протеолипосом может решить эту проблему.
2.1.1. Протеолипосомы
Слово «протеолипосома» я предложил в 1973 г. для обозначении замкнутых мембранных пузырьков, образованных самосборкой из фосфолипидов и белков [1397]. В то время мы использовали протеолипосомы в опытах по доказательству хемиосмотической гипотезы энергетического сопряжения [774, 1396]. За два года до этого Кагаве и Ракеру [804] удалось реконструировать замкнутые пузырьки из соевых фосфолипидов и одного из потребителей AjIH, а именно Н+—АТР-синтазы. Авторы фракционировали смесь белков митохондриальных мембран таким образом, что водорастворимый сектор Н+—АТР-синтазы (фактор Fx) и мембранный сектор (F0) были разделены и получены в чистом виде. Затем фактор F0 растворили в детергенте (холате) и полученный раствор смешали с фосфолипидами, также растворенными в холате.
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 253 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed