Биологический каталог




Структура и функции мембран

Автор В.К.Рыбальченко, М.М.Коганов

ами. Среди внутренних есть белки, которые пронизывают насквозь мембрану, их часто называют интегральными. Белки, выделенные из различных областей плазматической мембраны, также характеризуются определенными различиями.

Локализация белков в биологических мембранах наиболее изучена в эритроцитах. Для этого используют процессы ферментативной деградации мембранных белков, проникающие и непроникающие реагенты, связывающиеся с определенными группами белков, антитела и химические зонды. Использование различных методических подходов показывает, что одни из главных компонентов эритроцитов — гликопротеид и компонент А — имеют трансмембранное расположение. Действительно, белок чувствителен к про-назе в интактных эритроцитах. В результате гидролиза появляется новый компонент с молекулярной массой 70000Д, который является частью компонента А и обладает устойчивостью к дальнейшему действию фермента. Однако компонент А дает больше продуктов гидролиза и больше связывается с меткой в опытах с тенями эритроцитов. Все это приводит к выводу, что данный белок пронизывает мембрану в виде вилки или что молекула белка имеет вид глобулы, часть которой выше, а часть — ниже бимолекулярного липидного слоя. Аналогично была доказана и локализация в мембране главного гликопротеида с молекулярной массой 30000Д, состоящего из 87 остатков аминокислот и 100 остатков сахара. Этот гликопротеид рассматривается как полипептид с углеводной головкой на ЫНг-конце, присоединенной к внешней поверхности мембраны. Центральная часть (а-спираль) гликопротеида проходит через мембрану и заканчивается на внутренней поверхности СООН-терминальной группой.

Гликофорин из мембраны эритроцитов человека с молекулярной массой 31000Д (131 аминокислотный остаток) также имеет трансмембранную локализацию: N-концевой участок его обращен к окружающей среде, а С-концевой — внутрь клетки. Этот белок с 23 аминокислотными остатками С-концевого участка (с 12-го по 34-й остаток) локализован во внутренней части мембраны и взаимодействует с фосфолипидами.

На тенях эритроцитов установлено, что фосфолипаза С инактивирует Na+, К+ — АТФ-азу. Поскольку подобного действия на интактные клетки фосфолипаза не оказывала, а также учитывая локализацию фосфатидилсерина на внутренней поверхности эритроцитарной мембраны, можно сделать заключение, что фермент локализован на внутренней поверхности мембраны. Однако исходя из механизмов действия АТФ-азных систем такое предположение кажется преждевременным, тем более что из ряда работ следует, что только активный центр Na+, К+ — АТФ-азы локализован на внутренней поверхности мембраны, тогда как реактивные группы локализованы на поверхности эритроцита и занимают Ю-3—Ю-5 всей его поверхности. Таким образом, можно предполагать, что АТФ-азная система также имеет трансмембранную локализацию.

В мембранах эритроцитов содержатся белки с молекулярной массой 220000 и 240000Д, известные в литературе как тектин А (спектрин). Эти белки не метятся в интакт-ных клетках (например, 35Р-формилметионилсульфонме-тилфосфатом), но оба метятся в тенях эритроцитов. Тектин А имеет форму прутиков длиной 200 и шириной 3 нм. Учитывая условия присоединения метки и размер молекул белка, можно предположить, что тектин А покрывает внутреннюю поверхность эритроцитарной мембраны. К белкам, расположенным на внутренней поверхности мембран эритроцитов, относится и глицеральдегидфосфатдегидро-геназа с молекулярной массой 40000Д.

При непродолжительной обработке везикул (с грибовидными выростами) саркоплазматического ретикулума трипсином белок с молекулярной массой 115000Д (Са2+ — АТФ-аза) распадается на два фрагмента с молекулярной массой 60000 и 55000Д. Полагают, что центр фосфорилирования входит в белковый фрагмент с молекулярной массой 60000Д, который и образует выросты, а фрагмент с молекулярной массой 55000Д встроен в мембрану. Во фракции саркоплазматического ретикулума обнаружены Са-связывающие белки. Один из них кальсиквестрин (молекулярная масса 46500Д) способен связывать 43 моля Са^ на 1 моль белка. Предполагается, что кальсиквестрин и другие кальцийсвязывающие белки с молекулярной массой от 20000 до 38000 и 54000Д локализованы на внутренней стороне мембраны. Это предположение сделано на основании того, что обработка фрагментов саркоплазматического ретикулума трипсином не приводит к протеолизу перечисленных белков. В саркоплазматическом ретикулуме есть белки, которые локализованы только на внешней стороне мембраны.

В настоящее время нельзя дать полную строгую схему локализации и организации белковых компонентов в мембране. Более того, в различных мембранных структурах отдельные белки могут локализовываться по-разному. Однако выяснено, что белковые компоненты в мембранах находятся не в виде отграниченных от липидов монослоев, а более или менее погружены в липидный матрикс. Основная масса мембранных белков локализована в межфазных областях непрерывного бимолекулярного липидного слоя. Образующиеся белок-липидные комплексы являются основой структуры и функциональной организации биологических мембран.

Углеводные компоненты мембран. Главные углеводные составляющие мембран представлены гликолипидами, гли-копротеидами и кислыми мукополисахаридами. Гликолипиды составляют большую группу сложных углеводов мембран. Они присутствуют во всех плазматических мембранах. У высших животных гликолипиды представлены гликосфинголипидами, в которых углеводный компонент связан с церамидом, представляющим собой N-ацильное производное сфингозина. Углеводная часть гликолипидов содержит D-глюкозу и D-галактозу, производные амино-сахаров D-глюкозамина и D-галактозамина, а также L-фукозу и сиаловые кислоты. Сиаловые кислоты представляют собой группу ацилированных нейраминовых кислот, содержащих карбоксильную группу, которая вносит существенный вклад в суммарный отрицательный заряд мембраны.

Гликопротеиды представляют собой молекулы белков, ковалентно связанных с цепочками углеводов. Их структура в деталях пока неизвестна. Углеводные компоненты гликопротеидо

страница 10
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

Скачать книгу "Структура и функции мембран" (2.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(15.11.2019)