Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Скулачев В.П. -> "Энергетика биологических мембран" -> 115

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 .. 109 110 111 112 113 114 < 115 > 116 117 118 119 120 121 .. 253 >> Следующая

У В. subtilis подвижность появлялась при Д(1Н около 30 мВ. Скорость движения возрастала при повышении Д]1Н до 60 мВ. Дальнейший рост ДрН не влиял на скорость. У Е. coli также был обнаружен порог, ниже которого бактерии оставались неподвижными. Однако возрастание скорости движения наблюдалось вплоть до величин Д]Ш порядка 200 мВ ([112, 840]; см. также [841])2.
2 Сравнивая величины A(iII, полученные различными исследователями на различных видах и в различных условиях, мы должны иметь в виду, что все
5.3. Механическая работа за счет ДцН: движение бактерий
291
Максимальные скорости движения различаются у разных видов. Наибольшая величина, а именно 140 мкм-с-1, получена для Bdellovibrio bacteriovorus [1458].
Для одной из монофлагеллярных псевдомонад она равна 60 мкм-с-1 [1327]. Перитрихиальные (т. е. содержащие много жгутиков) бактерии обычно движутся со скоростью 20—30 мкм-с-1 [969, 1327]. Скорость вращения флагеллы обычно колеблется в пределах 5—50 оборотов в секунду, достигая 150 оборотов у Е. coli в условиях, когда базальное тело вращается практически без нагрузки [246].
Важная особенность флагеллярного мотора — его способность вращать флагеллу как по часовой стрелке, так и против нее при неизменной направленности ДцН. Переключение с одного направления вращения на другое контролируется системой таксиса. Добавление репеллента вызывает смену направления вращения: флагелла, вращавшаяся против часовой стрелки, начинает вращаться по часовой стрелке [245, 909, 970].
Одним из параметров, измеряемых системой таксиса, служит ДцН. Таким образом, ДрН оказывается не только движущей силой, но и регулятором направления вращения ротора. Этот факт сильно осложняет изучение механизма работы флагеллярного мотора. Преодолеть затруднение удалось двумя различными путями.
В работах Берга и соавт. [524, 839, 981] был исследован подвижный мутант стрептококка, дефектный^ по системе таксиса. Оказалось, что изменение направления ДцН, искусственно создаваемой на мембране мутанта, приводит к изменению направления вращения флагеллы. Этот эффект служит сильным доводом в пользу концепции, рассматривающей ДцН в качестве той формы энергии, которая непосредственно потребляется флагеллярным мотором. Крайне маловероятно, чтобы обратная ДцН вызывала вращение в обратную сторону, если между ДцН и мотором есть какой-то интермедиат типа высокоэнергетического соединения.
Другой подход был применен Эйзенбахом и Адлером [524, 1243]. Авторы получили «тени» клеток Е. coli и Salmonella typhimurium, сохраняющие оболочку и флагеллы, но лишенные цитоплазмы. «Тени» прикрепляли к стеклу, покрытому антителами к флагел-лину. В результате приклеенная к стеклу флагелла вместе со своим ротором оказалась прочно закрепленной. В этих условиях включение мотора приводило к вращению статора, а с ним и «тени» бактериальной клетки, висящей на флагелле. Используя такую систему, лишенную цитоплазматической системы таксиса, авторы нашли, что как дыхание, так и искусственно созданная ДцН естественного направления поддерживает вращение против ча-
методы измерения AjXH в живых клетках остаются пока что косвенными. Поэтому упомянутое различие зависимости скорости движения от AjJH для двух бактерий может быть не столь велико, как это указано выше.
10*
292
5. Потребители Д(аН
совой стрелки. К сожалению, искусственная Д^Н обратного знака вращения не вызывала, что, по мнению авторов, было следствием необратимого повреждения мотора.
В группе Берга [839] были исследованы интактные клетки стрептококка, приклеенные флагеллами к стеклу. Искусственную Д*Р создавали переносом К+ по концентрационному градиенту в присутствии валиномицина, а искусственную ДрН — подкис-лением или подщелачиванием инкубационной среды. Важнейший результат, полученный авторами, состоит в том, что вращательный момент флагеллярного мотора практически не зависит от температуры в исследованном интервале от 4° до 38°. По всей вероятности, работа мотора происходит без каких-либо конформа-ционных изменений образующих его белков или каких-либо других событий, сопутствующих ферментативному катализу, который всегда сильно тормозится при таком значительном снижении температуры, как на 34°. Кроме того, можно заключить, что ротор прямо не контактирует с липидной фазой. Известно, что температурный сдвиг такого масштаба, как в опытах Берга, тормозит даже столь простой процесс, как проведение протонов через липидную мембрану низкомолекулярными разобщителями-прото-нофорами. Другой факт, отличающий мотор от ферментов, имеющих! дело с ионами водорода,— отсутствие изотопного эффекта при замене Н30 на D20 [839].
5.3.3. Возможный механизм Н+-мотора
В 1978 г. мы предложили механизм устройства протонного мотора бактерий, показанный на рис. 91 [611]. Его более детальный вариант был недавно рассмотрен Митчелом [1055]. Согласно этой схеме, роль ротора играет последний диск (М), поскольку это единственный компонент базального тела, локализованный там, где есть ДрСН, т. е. в цитоплазматической мембране.
М-диск представляет собой идеальный цилиндр диаметром от 10 до 30 нм и высотой порядка 5 нм. Есть данные, что он составлен из 16 белковых субъединиц [444].
Предыдущая << 1 .. 109 110 111 112 113 114 < 115 > 116 117 118 119 120 121 .. 253 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed