Молекулярная биология клетки - Уилсон Дж.
ISBN 5-03-001999-5
Скачать (прямая ссылка):
ретикулума происходит не через Са2+-насос, а через другой канал, природа
и механизм регуляции которого пока не выяснены.
Ж. Неправильно. Нет прямой связи между протонной помпой, активируемой
светом (которая, действительно, выкачивает протоны из клеток бактерий на
свету) и синтезом или гидролизом АТР. Однако бактерии обладают особым
мембранным белком, который может действовать как АТР-синтетаза, перенося
протоны внутрь клетки.
3. Правильно.
И. Правильно.
К. Неправильно. Хотя (Na++ К+)-насос является электрогенным и вносит
небольшой (20%) прямой вклад в мембранный потенциал из-за
неэквивалентности обмена, в основном мембранный потенциал создается за
счет канала утечки К+, делающего мембрану
Плазматическая мембрана 321
селективно проницаемой для К+. [(Na+ +К+)-насос вносит важный, хотя
и непрямой вклад в мембранный потенциал, поддерживая градиент К+ через
мембрану].
JI. Правильно.
М. Правильно.
Н. Правильно.
А. Эти данные показывают, что стимуляция инсулином поглощения глюкозы
происходит вследствие перераспределения уже существующих молекул
переносчика глюкозы, т. е. за счет их перемещения из внутриклеточного
пула в плазматическую мембрану. Пятикратное увеличение скорости
поглощения глюкозы клетками, обработанными инсулином, сопровождается
пятикратным увеличением числа молекул переносчика глюкозы в
плазматической мембране и соответствующим уменьшением их числа во фракции
внутренних мембран.
Б. Величины Км и Vmax не изменяются. Величина Км для транспорта глюкозы
в обоих случаях -интактных и обработанных инсулином клеток-равна 2 мМ, т.
е. при этой концентрации глюкозы в обоих случаях скорость транспорта
равна половине от максимальной величины (рис. 6-9). Пятикратное
увеличение скорости транспорта глюкозы можно полностью объяснить
пятикратным увеличением числа молекул переносчика в плазматической
мембране. Может удивить то, что пятикратное увеличение скорости
транспорта не связано с соответствующим возрастанием Vmax, однако Ктах -
максимальная скорость при определенном количестве фермента. Когда
наблюдаемые в эксперименте скорости пересчитывают с учетом пятикратной
разницы в числе молекул переносчика, то максимальные значения скорости
транспорта оказываются идентичными, следовательно, Ктах не изменилась.
А. Если бы все изменение свободной энергии при гидролизе АТР (AG = -12
ккал/моль) могло быть использовано на обеспечение процессов транспорта,
то образование за счет этого максимального возможного градиента
концентрации сопровождалось бы изменением свободной энергии, равным +12
ккал/моль.
Перепишем это уравнение следующим образом:
Для незаряженных веществ член уравнения, относящийся к
электрическому заряду, (zFV) равен нулю. Тогда
6-22
6-23
AGin = - 2,ЗДГ1оё10^ + zFV
i
Подставив числовые значения AGin, R и Т, получим
610 С; 2,3 х 1,98 х 10'3 log10^= -8,50
-12 ккал/моль
3 ккал/(К х моль) х 310 К
-1428
322 Глава 6
log10^ = 8,50
- = 3,2 х 108.
Со
Таким образом, в случае незаряженного вещества система транспорта, в
которой за счет гидролиза 1 моля АТР переносится 1 моль растворенного
вещества, могла бы в принципе обеспечить такой концентрационный градиент
через мембрану, при котором концентрации вещества по две стороны от
мембраны различались бы более чем на восемь порядков. Удивительно!
Б. Если бы все изменение свободной энергии при гидролизе АТР (AG = -12
ккал/моль) могло быть использовано на транспорт Са2 + из клетки, то
образование максимального концентрационного градиента сопровождалось бы
изменением свободной энергии, равным +12 ккал/моль:
AGou, = 2,3/?Tlog 10~ - zFV.
" С0 AGout + zFV
Перепишем это уравнение: log10- =---------------------. Поскольку
Cj 2,3-RT
Са2 + - заряженная частица, то необходимо учесть электростатическую
составляющую. Подставив соответствующие числовые значения, получим
С0 12 ккал/моль + [2 х 23 ккалДВ х моль) х ( - 0,06В)]
^10 Q 2,3 х 1,98 х 10~3 ккалДК х моль х 310 К)
log10^ = 6,54
~ = 3,5 х 10(r).
Таким образом, транспортная система, в которой гидролиз 1 моля АТР
сопряжен с переносом 1 моля Са2 + за пределы клетки, могла бы в принципе
обеспечить градиент концентрации на мембране, превышающий 6 порядков.
Сравнивая этот расчет с аналогичным расчетом для незаряженного
растворенного вещества, можно отметить, что в случае переноса против
мембранного потенциала величина теоретического предела снижается на два
порядка. Градиент концентраций Са2+ на плазматической мембране клеток
млекопитающих обычно составляет более четырех порядков, что значительно
ниже теоретического предела.
В. Изменение свободной энергии при транспорте Na+ из клетки можно
