- •Тема 1. Структура биомембран
- •1.1. Функции биомембран
- •1.2. Принцип строения
- •1.3. Основные количественые характеристики мембран
- •1.4. Основные свойства мембран
- •1.5. Мембранные липиды
- •Биомембран, %
- •1.6. Белки мембран.
- •4. Белки, участвующие в передаче сигналов от одних клеток к другим.
- •Тема 2: перенос веществ через мембраны
- •2.1. Способы переноса через мембрану низкомолекулярных соединений
- •2.1.4. Катионные каналы и н-холинорецепторы
- •2.1.5. Антибиотики как переносчики ионов
- •2.2. Активный транспорт
- •2.3. Перенос через мембраны частиц и высокомолекулярных соединений.
- •2.3.1. Способы переноса
- •2.3.2.Экзоцитоз ацетилхолина
- •Тема 3. Межклеточные взаимодействия
- •3.1. Семейство адгезивных мембранных белков
- •3.2. Контакты простого типа:
- •3.3. Контакты сцепляющего типа:
- •3.4. Контакты запирающего типа:
- •3.5. Контакты коммуникационного типа:
- •Коннексон; 2- плазматическая мембрана
- •1.1. Функции биомембран 3
Биомембран, %
Мембраны |
Белки |
Глико протеи ны |
«Дестабилизирующие» липиды |
«Стабилизирую щие» липиды |
|||
фосфолипиды |
сфинголипи ды |
гликолипиды |
холес терин |
||||
Внешние |
Миелиновые оболочки нервных волокон |
18 |
3 |
32 |
7 |
21 |
19 |
Плазмолемма эритроцитов |
49 |
8 |
26 |
6 |
2 |
11 |
|
Внутренние |
Внутренняя мембрана митохондрий |
76 |
0 |
22 |
0 |
0 |
2 |
Мембрана эндоплазматичес кого ретикулума |
55 |
0 |
42 |
0 |
0 |
3 |
1. Влияние фосфолипидов и сфинголипидов. Эти липиды как уже упоминалось, включают непредельные углеводородные «хвосты». Причем среди них встречаются остатки не только олеиновой кислоты (1 двойная связь — С18:1), но и полиненасыщенных кислот — линолевой (С18:2), линоленовой (С18:3), арахидоновой (С20:4) и других (С22:5 , С22:6). В каждом месте нахождения двойной связи углеводородная цепь имеет изгиб. А изгибы затрудняют взаимодействие соседних цепей, что делает структуру бислоя менее упорядоченной.
Поэтому по мере увеличения содержания в мембране фосфолипидов и сфинголипидов возрастают все показатели ее лабильности, как то:
1) повышается латеральная диффузия компонентов мембраны (из-за уменьшения взаимодействия между молекулами);
2) увеличивается диффузия соответствующих веществ (например, неполярных соединений) через мембрану (т.к. возрастают промежутки между «хвостами» липидов);
3) повышается также способность мембран к разрыву.
Поэтому данные классы липидов обозначены в таблице как «дестабилизирующие» липиды.
2. Влияние гликолипидов и холестерина. Данные липиды оказывают на лабильность мембраны два противоположных действия.
С одной стороны, они вносят дезорганизацию в расположение углеводородных «хвостов»: холестерин — за счет внедрения между последними, а гликолипиды— из-за более длинных, чем обычно, остатков нервоновой и цереброновой кислот. Это несколько дестабилизирует мембраны.
Но, с другой стороны, те же факторы (наличие холестерина между липидами и длинные «хвосты» гликолипидов, почти лишенные двойных связей) препятствуют активному перемещению липидов. А это, напротив, оказывает стабилизирующее действие, которое в итоге и перевешивает.
По данной причине эти классы липидов отнесены к разряду «стабилизирующих» мембранных липидов.
Поскольку во внутренних мембранах клеток таких липидов очень мало, можно сделать вывод: данные мембраны существенно более лабильны, чем внешние. Т.е. они более текучи (выше латеральная диффузия), более проницаемы и более склонны к разрыву.
Однако все эти свойства могут меняться со временем и для одной и той же мембраны. Причиной этому обычно служит изменение ее липидного состава. Например, с возрастом доля холестерина в плазмолемме клеток обычно повышается. Соответственно, снижается лабильность мембран, а значит, и их проницаемость.
Кроме лабильности, от липидного состава зависят и другие свойства мембран. Так, гидрофильные «головки» фосфолипидов, сфинголипидов и гликолипидов значительно отличаются друг от друга по величине, заряду и прочим параметрам. Вероятно, это может сказываться на электропровод-ности мембран, их способности связывать те или иные белки и т. д.
В частности, миелиновые оболочки имеют очень низкую электропроводность. Причиной, видимо, является высокое содержание в этих мембранах как вообще липидов (по сравнению с белками), так и конкретно гликолипидов. Действительно, «головки» последних нередко лишены ионогенных групп. Не исключено, что аналогичное влияние на электропроводность оказывает и высокое содержание холестерина.