Белки мембран: интегральные, поверхностные, заякоренные.
глубоко проникать в липидный бислой или даже пронизывать его - интегральные белки Некоторые из трансмембранных белков пронизывают мембрану один раз (гликофорин), другие имеют несколько участков (доменов), последовательно пересекающих бислой
Трансмембранные домены, пронизывающие бислой, имеют конформацию α-спирали. Полярные остатки аминокислот обращены внутрь глобулы,а неполярные контактируют с мембранными липидами. Такие белки называют "вывернутыми" по сравнению с растворимыми в воде белками, в которых большинство гидрофобных остатков аминокислот спрятано внутрь, а гидрофильные располагаются на поверхности
Радикалы заряженных аминокислот в составе этих доменов лишены заряда и протонированы (-СООН) или депротонированы (-NH2).
прикрепляться к мембране - поверхностные белки.
Поверхностные белки часто прикрепляются к мембране, взаимодействуя с интегральными белками или поверхностными участками липидного слоя. Поверхностные белки или домены интегральных белков, расположенные на наружной поверхности всех мембран, почти всегда гликозилированы. Олигосахаридные остатки могут быть присоединены через амидную группу аспарагина или гидроксильные группы серина и треонина
Закрепление с помощью мембранного "якоря"
"Якорем" может быть неполярный домен белка, построенный из аминокислот с гидрофобными радикалами. Примером такого белка может служить цитохром b5 мембраны ЭР. Этот белок участвует в окислительно-восстановительных реакциях, как переносчик электронов
Роль мембранного "якоря" может выполнять также ковалентно связанный с белком остаток жирной кислоты). Белки, связанные с жирными кислотами, локализованы в основном на внутренней поверхности плазматической мембраны. Миристиновая кислота присоединяется к N-концевому глицину с образованием амидной связи. Пальмитиновая кислота образует тиоэфирную связь с цистеином или сложноэфирную с остатками серина и треонина.
Небольшая группа белков может взаимодействовать с наружной поверхностью клетки с помощью ковалентно присоединённого к С-концу белка фосфатидилинозитолгликана. Этот "якорь" - часто единственное связующее звено между белком и мембраной, поэтому при действии фосфолипазы С этот белок отделяется от мембраны.
44.Механизмы переноса веществ через мембраны: простая диффузия, первично-активный транспорт ( Na-K-АТФаза, Са-АТФаза), пассивный симпорт и антипорт. Вторично-активный транспорт, регулируемые каналы (Са-канал эндоплазматического ретикулума).
Простая диффузия осуществляется за счет теплового движения молекул из зоны с большей концентрацией в зону с меньшей концентрацией. Разность концентраций по обе стороны мембраны называется градиентом концентраций. При переносе заряженных частиц важную роль играет разница потенциалов. Обычно внутри клетки накапливаются отрицательно заряженные частицы. Таким путем транспортируются: Н2О, СО2, О2. Перенос веществ простой диффузией прекращается когда концентрация вещества с одной и с другой стороны мембраны выравнивается.
первично-активный транспорт-перенос в-в против градиента концентрации с затратой энергии
NA-К-Атфаза-ответственна за одновременный перенос натрия наружу(3), калия внутрь(2)
кальций-атфаза-ответствена за перенос кальция наружу
Вторично-активный транспорт. Активный перенос вещества через мембрану может осуществляться за счет энергии градиента концентрации другого вещества. Переносчик в этом случае имеет специфические центры связывания для обоих веществ (Присоединение и отделение переносимого вещества вызывает изменения конформации переносчика, и соответственно — изменения сродства к переносимым веществам. Если концентрация вещества X снаружи больше, чем внутри, оно может перемещаться путем облегченной диффузии. Переносчик имеет центр связывания и для вещества Y, которое транспортируется попутно с веществом X (симпорт), причем вещество Y может транспортироваться против градиента своей концентрации. Сходным образом происходит и антипорт — перемещение вещества против градиента своей концентрации в направлении, противоположном перемещению другого вещества по его градиенту концентрации
Симпорт и антипорт могут происходить за счет энергии градиента концентрации ионов Na+, создаваемого Na,K-AT-Фазой. Таким способом происходит, например, всасывание аминокислот из кишечника и глюкозы из первичной мочи и кишечника . Следовательно, в этих случаях первичным источником энергии служит АТФ: сначала энергия гидролиза АТФ трансформируется в энергию трансмембранного градиента концентрации Na+, а затем энергия этого градиента используется для переноса аминокислот или глюкозы.
Открытие или закрытие селективных каналов регулируется либо изменением концентрации специфических регуляторов, таких как медиаторы, гормоны, циклические нуклеотиды, NO, G-белки, либо изменением трансмембранного электрохимического потенциала (рис. 5-14). Воздействие регуляторного фактора вызывает конформационные изменения каналообразующих белков, канал открывается и ионы проходят по градиенту концентрации. Транспорт веществ через каналы не приводит к конформационным изменениям белков и зависит только от разности концентраций веществ по обе стороны мембраны. Поэтому скорость транспорта веществ через такие каналы может достигать 106-108 ионов в секунду.