Структура и функции биологических мембран - Трошин А.С.
Скачать (прямая ссылка):
158 СТРУКТУРНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН
Наиболее удовлетворительная обработка интенсивностей нормальных и набухших нервов проводится, видимо, Муди (Moody, 1963). В отличие от данных Финеана и Бурге (Finean, Burge, 1963), автор не привлекает модель ступенчатой функции для доказательства правомочности выбранной им последовательности знаков структурных амплитуд, а более строго использует метод «набухания» для центросимметричной структуры. Нанося модули структурных амплитуд соответствующих рефлексов от нормального и набухшего миелина в зависимости от обратного пространства и приписывая им поочередно знаки плюс или минус, он строит трансформанту Фурье, учитывая следующие факты и соображения:
1. Знак структурной амплитуды, соответствующий нулевому рефлексу Fо, должен быть положительным, так как плотность гомогенизированного миелина значительно превосходит плотность воды.
2. Знак F2 выбирается положительным, так как в противном случае трансформанта в области второго порядка набухшего миелина резко возрастает, что не соответствует экспериментальным данным.
3. Если F2 имеет положительный знак, то Fx должен быть отрицательным, иначе амплитуда трансформанты в области второго порядка дифракции набухшего миелина значительно превосходит модули структурных амплитуд соответствующего порядка дифракции.
4. Fз должен быть положительным, ибо в противном случае трансформанта уходит от экспериментальных точек, соответствующих четвертому и пятому порядку дифракции набухшего миелина.
•5. В связи с тем что рефлексы, соответствующие четвертому и пятому порядку дифракции набухшего миелина, сильно размыты, а в ряде случаев представляют собой полосу, им приписывается один и тот же знак.
На основании изложенного подхода к построению трансформанты Фурье автору удалось из 32 возможных наборов последовательностей знаков фаз структурных амплитуд, соответствующих пяти первым порядкам дифракции, выбрать два: — + + — — и — + + + +• Хотя автор не строит кривой распределения электронной плотности элементарной единицы миелина, полученные данные позволяют связать начало трансформанты Фурье с «цитоплазматической» зеркальной плоскостью симметрии. Существенным недостатком обсуждаемой работы.является допущение о том, что структурная единица миелина не претерпевает изменений при набухании нервных волокон.
Изоморфное замещение
Последний цикл работ (Moretz et al., 1969 a, b; Akers, Parsons, 1970 a, b), который необходимо рассмотреть в связи с интерпретацией данных по рентгеноструктурному анализу миелина, касается использования метода изоморфного замещения. Эти работы представляются крайне интересными еще и потому, что в них, в отличие от предыдущих исследований, принимается, что ограниченное количество рефлексов, регистрируемых на рентгенограммах миелина, обусловлено спецификой распределения электронной плотности внутри элементарной единицы миелина, а не связано с несовершенством их упаковки. Такой вывод был сделан авторами на основании анализа рентгенограмм периферических нервных стволов, исследуемых в различных условиях: вариации pH и степени натяжения, использо-
/
ГЛАВА 9. МИЕЛИНОВАЯ ОБОЛОЧКА — МОДЕЛЬ МЕМБРАННЫХ СТРУКТУР 159
вание различных буферных изотонических растворов и др. Возможное влияние дезорганизации миелина на интенсивность рефлексов изучалось также посредством измерения полуширин на полувысоте каждого из пяти рефлексов. Было показано, что эффект, связанный с несовершенством упаковки мембран миелина, меньше экспериментальной ошибки измерения интенсивностей. Все это заставило авторов отказаться от широко распространенного мнения о том, что распределение электронной плотности в пределах элементарной единицы миелина может быть описано ступенчатой функцией. Следует отметить, что в первой работе, в которой попытались использовать метод изоморфного замещения (Millington, Finean,
1958), авторам не удалось установить знаки фаз структурных амплитуд из-за того, что используемый ими реагент (хлорная ртуть) вызывал значительные изменения в периодичности и структуре мембран миелина.
Метод изоморфного замещения (титрование тяжелыми металлами) является прямым методом определения фаз, который исключает неопределенность, связанную с использованием набухших нервов. Сущность метода заключается в том, что амплитуда каждого рефлекса миелиновых мембран с введенным тяжелым атомом включает в себя амплитуду рассеяния ин-тактного миелина и амплитуду рассеяния тяжелым атомов в соответствии с их фазовыми факторами. Если положение тяжелого металла внутри элементарной решетки известно, фазовый фактор, вносимый металлом в рефлекс, может быть рассчитан и соответственно определен фазовый фактор, вносимый мембранами миелина.
Для титрования миелиновой оболочки авторы использовали большой набор веществ. Из них для анализа были выбраны те, которые при небольших дозах не вызывали существенных деструктивных изменений и вносили заметный вклад в интенсивность наблюдаемых рефлексов. Анализ рентгенограмм производили при введении 0s04, PtCl4, KMn04.
