Транспортная функция мембран
Вторично-активный транспорт
Вторичным активным транспортом называется перенос через мембрану вещества против градиента его концентрации за счет энергии градиента концентрации другого вещества, создаваемого в процессе активного транспорта. В клетках животных основным источником энергии для вторичного активного транспорта служит энергия градиента концентрации ионов натрия, который создается за счет работы Na+/K+ — АТФазы. Например, мембрана клеток слизистой оболочки тонкого кишечника содержит белок, осуществляющий перенос (симпорт) глюкозы и Na+ в эпителиоциты. Транспорт глюкозы осуществляется лишь в том случае, если Na+, одновременно с глюкозой связываясь с указанным белком, переносится по электрохимическому градиенту. Электрохимический градиент для
Na+ поддерживается активным транспортом этих катионов из клетки.
Транспортная функция мембран
•Системы, включающие работу периплазматических белков – переносчиков, и чувствительные к осмотическому шоку у E. coli системы транспорта глутамина, аргинина,
ДАП (диаминопимелиновая аминокислота), лейцина, изолейцина нуждаются непосредственно в АТФ. В аэробных условиях они могут транспортироваться за счёт гликолитически продуцируемого АТФ в отсутствии АТФазной активности. Эти системы чувствительны к арсенату, но относительно устойчивы к разобщителям
Транспортная функция мембран
Транспортная функция мембран
Перенос радикалов играет важную роль
в транспорте ряда соединений у многих бактерий, но отсутствует у эукариот. Подобные системы изучены у представителей Enterobacteriaceae,
Pseudomonadaceae, Staphylococcus aureus, Baccilus subtililis, Salmonella typhimurium, Aerobacter aerogenes, Lactobaccilus plantarum, Streptococcus
lactis, Rhodospirillum rubum и в некоторых видах Mycoplasma
Транспортная функция мембран
•Функция данной системы состоит в фосфорилировании сахаров в процессе их переноса из среды в клетку. У грамотрицательных бактерий с этим способом фосфорилируется D – глюкоза, D – фруктоза, D – манноза, маннит, сорбит, D – глюкозамин, N – ацетил – D – глюкозамин, 2 – дезокси – D – глюкоза и β – глюкозиды. У грамположительных бактерий сюда относятся, по – видимому, также D – галактоза, различные пентозы, лактоза, сахароза, треголоза, мелибиоза, мальтоза и глицерин.
Транспортная функция мембран
Транспортная функция мембран
•Механизм фосфорилирования, общий для всех бактерий, можно представить в виде следующей схемы:
Mg2+|
•Фосфоенолпируват + Фермент I ↔ Р – фермент І + Пируват
•Р – фермент I + НРr ↔ Р – НРr +
•Фермент Фермент ІІ, фактор ІІІ, Mg2+
•P – HPr + Сахар ↔ Р–сахар +HPr
Транспортная функция мембраны
•У бактерий Staphylococcus aureus
третья реакция в случае лактозы протекает в два этапа:
Фермент IIA
•3P – HPr + Фактор ІІІ ↔↔↔↔↔ Р3 – фактор ІІІлактоза + 3HPr
Фермент
ІІІлактоза
•P3 – фактор ІІІлактоза + 3 лактоза ↔↔↔↔
•3Р–лактоза + фактор ІІІлактоза
Транспортная функция мембраны
•Для переноса одной молекулы сахара требуется одна молекула высокоэнергетического фосфата. Система содержит белковые компоненты, из которых HPr (термостабильный белок с мол. массой около 9000), фермент І (мол. масса ≈ 80 000) и фактор III (мол. масса ≈ 35 000) растворены в цитоплазме, в то время как фермент ІІ (мол. масса ≈ 40 000) связан с мембраной. Известно, что для функционирования фосфотрансферазной системы E. coli требуются определённые липиды (фосфатидилгилцерин)
Транспортная функция мембраны
Транспорт железа
Для транспорта железа микробная клетка обладает специальным механизмом. Железо необходимо бактериям, как и любым живым организмам, однако в нейтральных или щелочных средах минеральные формы железа находятся в нерастворимом состоянии, поэтому бактериям доступно железо, входящее в состав органоминеральных комплексов.