Биологический каталог




Структура и функции мембран

Автор В.К.Рыбальченко, М.М.Коганов

ов и указан уровень потенциала золотого электрода, используемый в работе. Электрод может служить донором электронов для веществ, имеющих более низкий (более положительный) потенциал, в частности — для кислорода. Акцептором он может выступать только по отношению к веществам, лежащим выше его уровня. Как видно из рис. 69, на роль- компонента R, способного окисляться на электроде при ср = —0,4 В, могут претендовать переносчики электронов фотосистемы 1 : П700, первичный акцептор Z, ферредоксинвосстанавливающий фактор (ФВФ) и ферредоксин (Фд). Однако все эти переносчики (за исключением ферредоксина) являются жирорастворимыми, поэтому попасть на электрод они не могут. По поводу ферредоксина известно, что он не способен к прямому окислительно-восстановительному превращению на электроде.

Данные экспериментов с ингибиторами и разобщителем показывают, что компонент R восстанавливается в хлоропластах за счет образующихся на свету НАДФ-Н и АТФ. В частности, органические кислоты, участвующие в цикле Кальвина, являются подходящими претендентами на роль компонента R, способного окисляться на электроде при потенциале— 0,4 В (Ксенжек, Коганов, Лобач, 1981).

Контрольные вопросы и задания

1. Какова схема переноса электронов в первой н второй фотосистемах? 2. Какова схема Кока кнслородвыделяющей системы хлоропластов? 3. Дайте характеристику методов измерения кислорода, выделяемого изолированными хлоропластами: метод Хнлла, метод с использованием масс-сиектрометрни, метод полярографического анализа. 4. Каковы теоретические основы потенцностатнческого метода определения динамики кислородного обмена в суспензии хлоропластов? 5. Чем объяснить изменение дннамнкн выделения кислорода под действием светового импульса хлоропластами, предварительно освещенными вспышками света? 6. Объясните механизм действия различных химических агентов, обладающих избирательным действием по отношению к разным компонентам электрон-транспортных цепей н к реакции фосфорилирования.

3.9. ИЗМЕРЕНИЕ ВЫДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА ПРИ ПОМОЩИ МИКРОДИСКОВОГО ЭЛЕКТРОДА

Для потенциостатического определения кислорода и изучения динамики кислородного обмена в биологических объектах используются различные типы рабочих электродов.

Хронологически, первым типом является открытый макроэлектрод. Он представляет собой пластинку или проволоку из благородного металла (золота, серебра, платины), опущенную в исследуемую среду. Электрод такого типа впервые использован для определения динамики выделения кислорода в суспензии растительных клеток при освещении (Блинке, Скау, 1938). Основным достоинством открытых макроэлектродов является относительная простота их изготовления. Ток восстановления кислорода на таких электродах достигает значительных величин, и его регистрация нё вызывает затруднений. Однако стационарное состояние на макроэлектродах устанавливается за время порядка 10 с. Поэтому использование их при регистрации сравнительно быстрых процессов выделения кислорода по предельному току не обеспечивает достаточной точности измерений. Кроме того, макроэлектроды в ходе измерений потребляют значительное количество кислорода из раствора. Выработка кислорода происходит на расстоянии порядка 0,2—0,3 мм от поверхности электрода. Обеднение значительного объема электролита (суспензии клеток или органоидов) кислородом может исказить результаты измерений в силу того, что определенная часть суспензии находится в условиях, близких к анаэробным, а остальная — в аэробных условиях.

Работа открытых макроэлектродов существенно зависит от перемешивания раствора. Кроме того, свойства самих электродов в ходе продолжительных измерений могут изменяться, так как их рабочая поверхность загрязняется частицами разрушенных клеток и поверхностно-активными веществами, что выражается в постепенном снижении диффузионного тока восстановления кислорода. Поэтому данные, получаемые с помощью открытых макроэлектродов, характеризуются недостаточной воспроизводимостью и дают в основном качественную информацию.

Для предотвращения загрязнения рабочей поверхности были разработаны макроэлектроды закрытого типа. Наиболее удачной конструкцией таких электродов является электрод Л. С. Кларка (1953). Этот электрод представляет собой электролитическую ячейку, состоящую из корпуса, налитого в него электролита и опущенных в электролит катода и анода. Внутренний объем электролита отделяется от исследуемой среды полупроницаемой мембраной, через которую могут проходить только молекулы кислорода и других газов. Мембраны обычно готовят из тефлона, полиэтилена, целлофана или специальных сортов резины. Определение кислорода в закрытых макроэлектродах производится практически в чистом растворе электролита, в котором парциальное давление кислорода находится в динамическом равновесии с окружающей средой. Эти электроды позволяют сохранять концентрацию кислорода во всем объеме суспензии практически одинаковой, их показания характеризуются высокой стабильностью и мало зависят от. перемешивания. Несомненным достоинством таких электродов является их способность определять содержание кислорода не только в жидкой, но и в газообразной среде.

Быстродействие электродов закрытого типа определяется материалом и толщиной мембраны, а также величиной объема внутренней полости и составляют обычно несколько десятков секунд. Поэтому такие электроды могут быть использованы для регистрации только относительно медленных изменений концентраций кислорода.

Наряду с макроэлектродами открытого и закрытого типов для регистрации кислородного обмена при фотосинтезе или дыхании могут быть использованы микроэлектроды. Обычно они представляют собой микропровод диаметром до 100 мкм с изолированной боковой поверхностью. Применение таких микроэлектродов сопряжено с определенными преимуществами по сравнению с макроэлектродами. Прежде всего эти преимущества обусловлены возможностью работы с малыми объемами растворов. Микроэлектроды позволяют проводить измерения локально в различных биологических тканях (Березовский, 1974).

страница 72
< 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
(21.10.2019)