Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Трошин А.С. -> "Структура и функции биологических мембран " -> 103

Структура и функции биологических мембран - Трошин А.С.

Трошин А.С. Структура и функции биологических мембран — М.: Наука, 1975. — 345 c.
Скачать (прямая ссылка): strukturaifunkciibiologicheskihmembran1975.djvu
Предыдущая << 1 .. 97 98 99 100 101 102 < 103 > 104 105 106 107 108 109 .. 159 >> Следующая

Этот метод начинает находить все более широкое применение для исследования конформационных переходов в биологических и искусственных мембранах. Спиновые зонды и метки — это органические стабильные иминоксильные радикалы, характерные спектры ЭПР которых можно достаточно легко регистрировать на ЭПР-спектрометре и анализировать. Известно, что зонд, в отличие от спин-метки, не образует специфических ковалентных связей с функциональными группами химических компонентов мембраны, а удерживается в ней (солюбилизируется) за счет неспецифических гидрофобных взаимодействий. Характер связи радикала — зонда с мембраной родствен природе взаимодействия ее компонентов. Это позволяет изучать слабые взаимодействия в мембране без существенного нарушения ее структуры, биохимических и физиологических свойств.
Ценность стабильных радикалов как молекулярных зондов состоит в том, что их спектр ЭПР существенно зависит от характера непосредственного молекулярного окружения. Изменение таких свойств растворителя (матрицы или мембраны), как вязкость и микроструктура, приводит к изменению поведения этих молекул-зондов и отражается в изменении их спектров ЭПР (Бучаченко, 1968; Розанцев, 1970).
В работах Л. Я. Генделя и др. (1972, 1973) в качестве молекулярных зондов были использованы гидрофобные иминоксильные моно- и бирадикалы. Эти вещества при добавлении к суспензии фоторецепторов лягушки солюбилизировались в гидрофобной области мембраны. В результате их спектр ЭПР, по сравнению со спектром в спиртовом растворе, существенно менялся (рис. 89). В первую очередь это, естественно, определялось большей вязкостью мембраны, нежели спиртового раствора. Освещение
232
МЕМБРАНЫ НЕЙРОНОВ, РЕЦЕПТОРНЫХ КЛЕТОК И СИНАПСОВ
суспензии наружных сегментов палочек белым или зеленым светом приводит к существенным изменениям параметров спектров ЭПР как моно-, так и бирадикалов (рис. 89, в, г). Анализ этих изменений позволяет заключить, что фотолиз зрительных пигментов сопряжен с переходом фоторецепторной мембраны из одного дискретного конформационного состояния в другое. Вследствие фотоиндуцированного перехода микровязкость гидрофобной области мембраны, в которой локализован спиновый зонд, явно увеличивается. Таким образом, по поведению зондов удалось прямо показать фотоиндуцированное изменение конформации гидрофобной фазы фоторецепторной мембраны. Подобные изменения могут лежать в основе це-
ГЛАВА 13. ФОТОРЕЦЕПТОРНЫЕ МЕМБРАНЫ
233
лого ряда физиолсшитески важных процессов в нативном фоторецепторном диске, таких, например, как изменение электрического заряда мембраны, появление Н+-связывающих мест, изменение ферментативной активности и, конечно, индуцированный светом транспорт физиологически важных ионов.
Поскольку процесс перераспределения ионов в системе диск — меж-дисковое пространство и наружный сегмент — межклеточная среда (или пигментный эпителий) крайне существен для формирования рецепторного потенциала, его изучению посвящено много работ (Bonting, Bangham, 1967; Антонов и др., 1971; Островский и др., 1971; Этингоф и др., 1971; Emrich, 1971; Cavaggioni et al., 1973).
Движение ионов в этой системе изучали в основном тремя методами: с помощью меченых атомов, пламенной фотометрией и селективными электродами. Последний метод, по-видимому, наиболее подходит для исследования движения ионов через мембраны и, в частности, в наружных сегментах, так как позволяет изучать кинетику движения ионов в обоих направлениях; не требует предварительного «нагружения» препаратов определенными ионами, как в методе меченых атомов, и почти не накладывает ограничения на состав инкубационной среды. Этими тремя методами исследовано движение ионов калия, натрия, рубидия. Однако полученные результаты крайне противоречивы. Разница, вероятно, зависит от нескольких причин и в первую очередь от методики приготовления суспензии и затем от состава инкубационной среды. Если суспензия содержит только целые наружные сегменты, то можно видеть движение ионов через наружную мембрану, а если в суспензии много обломков палочек, то основной вклад дают мембраны дисков. Кроме того, вероятно, направление движения ионов может зависеть от исходного содержания этих ионов в сегменте. Так, в опытах с промытой суспензией не наблюдали никакого фото-индуцированного изменения ионов калия, а в том случае, когда палочки предварительно «нагружали» калием, на свету увеличивался выход этого иона (Островский и др., 1971; Берман, 1972). Если движение ионов исследуют методом пламенной фотометрии, то опыты ставят обычно в среде без ионов. В этом случае, естественно, можно регистрировать только изменение скорости их выхода.
С помощью селективных электродов на суспензии наружных сегментов в темноте наблюдается выход как К+, так и Na+. Освещение ускоряет выход ионов калия и приводит к уменьшению активности ионов натрия в среде, т. е. происходит вход или связывание натрия (Антонов и др., 1971; Островский и др., 1971).
Более однозначные результаты получены по движению протонов. Было показано, что освещение суспензии наружных сегментов вызывает подще-лачивание среды, т. е. происходит поглощение протонов мембранами (рис. 90) (Островский и др., 1968, 1971; McConnell, 1968). Эффект поглощения зависит от pH среды: он максимален при pH около 5,5. Было также показано, что величина ответа зависит от концентрации родопсина в пробе: при оптимальных условиях опыта на одну молекулу родопсина поглощается один протон. Подобные результат были получены и на дигитони-новых экстрактах родопсина. Как видно на рис. 90, несмотря на продолжение освещения суспензии, подщелачивание сменяется подкислением. Может быть этот ход реакции объясняется тем, что поглощение протона происходит, как недавно было показано (Wong, Ostroy, 1973), на стадии
Предыдущая << 1 .. 97 98 99 100 101 102 < 103 > 104 105 106 107 108 109 .. 159 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed