Структура и функции биологических мембран - Трошин А.С.
Скачать (прямая ссылка):
152 СТРУКТУРНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН
лимеризации на структурные изменения миелиновой аболочки, фиксированной 0s04 или КМп04. Причем в том и другом случае наблюдали дополнительное сокращение периода и его дезорганизацию.
Приведенные данные указывают на сложность аналшза рентгенограмм миелина, когда знаки структурных амплитуд рассчитываются по модели, геометрические параметры которой берутся из электронно-микроскопических картин. Другим принципиальным недостатком выбранного подхода для анализа распределения электронной плотности в элементарной единице миелина является допущение наличия ступенчатого распределения плотности внутри периода. Если бы это было действительно так, то количество рефлексов на рентгенограммах миелина было бы значительно большим. Было показано (Akers, Parsons, 1970а), что форма ступенчатой функции хорошо определяется синтезом Фурье (обратной трансформации) лишь при использовании 18 членов. При вышеизложенном подходе подразумевалось, что количество рефлексов лимитируется отсутствием строгой упорядоченности липопротеиновых слоев в миелиновой об'олочке. К сожалению, такое предположение не имеет экспериментального подтверждения. При изменении взаимоотношения липопротеиновых слоевых комплексов миелина с помощью контролируемого натяжения нервных стволов ни количество рефлексов, ни профили их интенсивностей не изменились(Akers, Parsons, 1970а). Кривизна рефлексов, отлично наблюдаемая на круговых рентгенограммах (используемый рентгеновский пучок вырезается круглой диафрагмой), обусловлена, по-в(идимому, отсутствием параллельности между миелиновыми оболочками и ‘осью нервного ствола. Натяжение нервов не устраняет кривизны рефлексов, вероятно, из-за того, что отдельные нервные волокна и их пучки окружены коллагеновыми фибриллами.
* * *
К более строгим приемам анализа рентгеноструктурных данных миелиновой оболочки, позволяющим определить знаки структурных амплитуд непосредственно из рентгенограмм, относятся методы «набухания» (Joy, Finean, 1963; Finean, Burge, 1963; Moody, 1963; Finean, 1962 a, b) и изоморфного замещения (Millington, Finean, 1958; Akers, Parsons, 1970 a, b).
Метод «набухания»
Принципиальная возможность получения полной структурной характеристики элементарной единицы после рассмотрения вариаций интенсивностей дифракции рентгеновых лучей при увеличении гидратации кристаллической структуры была показана на примере кристаллов гемоглобина (Boyes-Watson, Perutz, 1943; Boyes-Watson et al., 1947). Метод «набухания» сводится к построению кривых зависимости наблюдаемых интенсивностей рефлексов нормального и набухшего миелина о>т их положения в обратном пространстве. Полуденные кривые дают серию огибающих (в цитируемых работах кривые содержат три такие области). При этом допускается, что при набухании миелина не происходит деструктивных изменений в пределах основного периода повторения и соответственно не меняется распределение электронной плотности в нем. Считается, что липопротеиновые комплексы, составляющие элементарную единицу миелина, лишь раздвигаются друг относительно друга на некоторое расстояние. Вследст-
ГЛАВА 9. МИЕЛИНОВАЯ ОБОЛОЧКА — МОДЕЛЬ МЕМБРАННЫХ СТРУКТУР 153
вне предположения о монотонности полученных кривых (к сожалению, экспериментально это доказать не удается из-за малого разрешения полученных рентгенограмм) принимается, что знаки фаз структурных амплитуд внутри каждой огибающей одинаковы и смена знаков происходит лишь в точках с нулевым значением модулей структурных амплитуд.
Для анализа знаков структурных амплитуд использовали (Finean, Burge, 1963) рентгенограммы нормальных и набухших периферических нервных стволов лягушки и крысы. Рентгенограммы набухшего миелина получали при различных сроках инкубации нервных стволов в дистиллированной воде. Основной период повторения при этом менялся от 170 до 300 А. Эти рентгенограммы указывали на согласована между размером элементарной единицы и интенсивностями. Интенсивности рефлексов от 20 до 30 рентгенограмм наносились на график, абсциссой которого было обратное пространство (1 Id). Ординаты, представляющие собой интенсивности рефлексов, обводили плавной кривой, которая в трех точках приближалась к нулю. Такие кривые, по мнению авторов, являются непрерывными трансформантами, полученными от препаратов, в которых липопротеиновые слои (т. е. структура элементарной единицы) оставались неизменными и менялось лишь их взаимное расположение. Доказательством этого положения служили теоретически рассчитанные трансформанты Фурье для простой ступенчатой функции. Форма рассчитанных кривых в общих чертах совпадала с экспериментальными. Используя знаки фаз структурных амплитуд, полученные из данных по набухшему миелину, и интенсивности и положение первых пяти рефлексов нормального миелина, авторы построили кривую распределения электронной плотности основного периода интактного миелина. Принятая последовательность знаков была следующей: — --.В принципе экспериментальные данные из-за произвольности знаков, соответствующих первому ряду дифракции, давали равнозначную возможность двух наборов
