Біохімія мембран

Функціональні особливості та різноманітність біологічних мембран. Характеристика особливостей будови біологічних мембран та їх окремих компонентів. Аналіз механізмів трансмембранного передавання сигналів та транспорту речовин через клітинні мембрани.

Рубрика Химия
Вид учебное пособие
Язык украинский
Дата добавления 13.01.2020
Размер файла 3,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Для регульованої секреції характерні зберігання приготованих на експорт молекул у транспортних пухирцях і їх злиття з плазматичною мембраною лише при впливі на клітину специфічного стимулу. За допомогою регульованої секреції відбуваються виділення травних ферментів у період перетравлення їжі, а також секреція гормонів, нейромедіаторів та інших біологічно активних речовин. Прикладом такого типу секреції є викид пептидного гормону інсуліну в кров після вживання їжі. Стимулом до секреції інсуліну, що зберігається в секреторних гранулах в-клітин острівців Лангерганса підшлункової залози, є підвищення концентрації глюкози в крові та в-клітинах.

5. Участь мембран у міжклітинних взаємодіях

У плазматичній мембрані еукаріотичних клітин міститься безліч спеціалізованих рецепторів, які, взаємодіючи з лігандами, викликають специфічні клітинні відповіді. Одні рецептори зв'язують сигнальні молекули - гормони, нейромедіатори, другі - поживні речовини та метаболіти, треті - беруть участь у клітинній адгезії. Цей клас містить рецептори, необхідні для впізнавання клітинами одна одної і для їх адгезії, а також рецептори, відповідальні за зв'язування клітин із білками позаклітинного матриксу, такими як фібронектин або колаген.

Здатність клітин до специфічного взаємного впізнавання і адгезії важлива для ембріонального розвитку. У дорослої людини адгезивні взаємодії “клітина-клітина” і “клітина-матрикс” продовжують залишатись істотними для підтримки стабільності тканин. У численному сімействі рецепторів клітинної адгезії найбільш вивченими є інтегрини, селектини і кадгерини.

Інтегрини - суперсімейство гомологічних рецепторів клітинної поверхні для молекул міжклітинного матриксу, таких як колаген, фібронектин, ламінін та ін. Будучи трансмембранними білками, вони взаємодіють як із позаклітинними молекулами, так і з внутрішньоклітинними білками цитоскелета. Завдяки цьому інтегрини беруть участь у передачі інформації з позаклітинного середовища в клітину, визначаючи таким чином напрям її диференціювання, форму, мітотичну активність, здатність до міграції. Передача інформації може йти й у зворотному напрямку - від внутрішньоклітинних білків через рецептор у позаклітинний матрикс.

Ідентифіковано приблизно 20 різних членів сімейства рецепторів у різних типах клітин. Приклади деяких інтегринів: 1) рецептори для білків позаклітинного матриксу. Вони зв'язуються з глікопротеїновими компонентами позаклітинного матриксу, зокрема з фібронектином, ламініном і вітронектином; 2) інтегрини тромбоцитів (IIb і IIIa) беруть участь в агрегації тромбоцитів, що відбувається під час згортання крові; 3) лейкоцитарні білки адгезії. Для того щоб мігрувати до місця інфекції і запалення, лейкоцити мають вступити у взаємодію з ендотеліальними клітинами судин. Ця взаємодія може опосередковувати зв'язування Т-лімфоцитів із фібробластами під час запалення.

Інтегрини - гетеродимери, а кожна субодиниця (б, в) містить один трансмембранний домен. Індивідуальні інтегрини строго специфічні. Центр зв'язування інтегринів утворений позаклітинними доменами б- і в-субодиниць. Інтегрини розпізнають і зв'язуються з білками, що містять певну амінокислотну послідовність -Арг-Глі-Асп-, наявну в ряді матриксних білків (фібронектині, фібриногені, ламініні, колагені I типу та інших). Ефект зв'язування посилюється за наявності іонів Са2+ і Mg2+.

Кадгерини та селектини - сімейства трансмембранних Са2+-залежних глікопротеїнів, що беруть участь у міжклітинній адгезії.

Кадгерини різних тканин дуже подібні, гомологічні амінокислотні послідовності становлять 50-60 %. Кожен рецептор має один трансмембранний домен. За відсутності Са2+ конформація кадгеринів змінюється і вони стають доступними для протеолітичних ферментів, які їх розщеплюють. Найбільш повно охарактеризовані три групи кадгеринових рецепторів: Е-кадгерин знаходиться на поверхні багатьох клітин епітеліальних і ембріональних тканин; N-кадгерин локалізований на поверхні нервових клітин, клітин серця і кришталика; Р-кадгерин розташований на клітинах плаценти та епідермісу.

Кадгерини відіграють важливу роль при початковій міжклітинній адгезії, на стадіях морфо- та органогенезу. Вони забезпечують структурну цілісність і полярність тканин, особливо епітеліального моношару.

У сімействі селектинів найбільш добре вивчені три білки: L-селектин, Р-селектин та Е-селектин. Позаклітинна частина селектину складається із 3 доменів: перший домен представлений 2-9 блоками амінокислотних залишків, що повторюються (комплементрегуляторний білок), другий - домен епідермального фактора росту (ЕФР), третій - N-кінцевий лектиновий домен. Селектини L, Р, Е розрізняються кількістю блоків у комплементрегуляторному білку. Лектини - сімейство білків, що специфічно взаємодіють із певними послідовностями вуглеводних залишків у складі глікопротеїнів, протеогліканів і гліколіпідів позаклітинного матриксу. Вуглеводні структури - полівалентні лінкерні молекули, які можуть бути сульфатовані, фукозильовані й сіалізовані, тобто можуть містити залишки сірчаної кислоти, фукози та сіалової кислоти. Зв'язування лігандів із рецепторами відбувається в області N-кінцевого лектинового домену.

Рисунок 17 - Способи взаємодії між молекулами клітинної поверхні в процесі міжклітинної адгезії

На рис. 17 показані три можливі способи участі кадгеринових і селектинових рецепторів у міжклітинній адгезії: а) рецептори однієї клітини можуть зв'язуватися з такими самими рецепторами сусідніх клітин (гомофільне зв'язування); б) рецептори однієї клітини можуть зв'язуватися з рецепторами іншого типу сусідніх клітин (гетерофільні зв'язування); в) рецептори клітинної поверхні сусідніх клітин можуть зв'язуватися один з одним за допомогою полівалентних лінкерних молекул.

6. Передавання сигналів через клітинні мембрани за допомогою специфічних рецепторів та ефекторних систем

Важлива властивість мембран - здатність сприймати і передавати всередину клітини сигнали із зовнішнього середовища. “Впізнавання” сигнальних молекул здійснюється за допомогою білків-рецепторів, що вбудовані в клітинну мембрану клітин-мішеней або перебувають у клітині. Клітину-мішень визначають за здатністю вибірково зв'язувати дану сигнальну молекулу за допомогою рецептора. Реакції клітин-мішеней відрізняються залежно від сигналів, що надходять і можуть впливати на метаболізм, секрецію речовин, диференціацію, клітинний ріст і поділ.

Якщо сигнал сприймається мембранними рецепторами, то схему передачі інформації можна подати так:

взаємодія рецептора із сигнальною молекулою (первинним посередником);

активація мембранного фермента, що відповідає за утворення вторинного посередника;

утворення вторинного посередника цАМФ, цГМФ, ІФ3, ДАГ або Са2+;

активація посередниками специфічних білків, переважно протеїнкіназ, які, у свою чергу, фосфорилюючи ферменти, впливають на активність внутрішньоклітинних процесів.

Незважаючи на величезну різноманітність сигнальних молекул, рецепторів і процесів, які вони регулюють, існує всього декілька механізмів трансмембранної передачі інформації: з використанням аденілатциклазної системи, інозитолфосфатної системи, каталітичних рецепторів, цитоплазматичних або ядерних рецепторів.

6.1 Властивості сигнальних молекул

Сигнальними молекулами можуть бути неполярні й полярні речовини. Неполярні речовини, наприклад стероїдні гормони, проникають у клітину, проходячи через ліпідний бішар. Полярні сигнальні молекули в клітину не проникають, але зв'язуються специфічними рецепторами клітинних мембран. Така взаємодія викликає ланцюг послідовних подій у самій мембрані та всередині клітини. До полярних сигнальних молекул відносять гормони білково-пептидної природи (наприклад, глюкагон, інсулін, паратиреоїдний гормон), нейромедіатори (наприклад, ацетилхолін, гліцин, г-аміномасляна кислота), фактори росту, цитокіни, ейкозаноїди.

6.2 Характеристика різних типів рецепторів

За локалізацією розрізняють мембранні, цитоплазматичні та ядерні рецептори. За іншою класифікацією всі рецептори можна розділити на ті, що швидко реагують (у межах мілісекунд), і ті, які повільно відповідають, у межах кількох хвилин або навіть годин, що характерно для гормонів, які передають сигнал на внутрішньоклітинні рецептори.

Рецептори першого типу - інтегральні олігомерні білки, що містять субодиницю, яка має центр для зв'язування сигнальної молекули і центральний іонний канал.

Рецептори другого типу, локалізовані в мембранах і не зв'язані з каналами, розділяють на 2 великі групи: каталітичні рецептори, що володіють власною тирозин-кіназною або гуанілатциклазною активністю, і рецептори, що взаємодіють через G-білок із мембранним ферментом. Зв'язування ліганда (наприклад, гормону) із рецептором на зовнішньому боці клітинної мембрани призводить до зміни активності цитоплазматичного ферменту, який, у свою чергу, ініціює клітинну відповідь, тобто через мембрану переноситься інформація, а не заряди або які-небудь розчинені молекули.

У разі цитоплазматичних рецепторів через мембрану проходить гормон, а інформація про наявність гормону в клітині за допомогою рецептора передається в ядро.

Різні клітини організму залежно від виконуваних ними функцій мають певний набір рецепторів. У мембрані однієї клітини може бути більше десятка різних типів рецепторів. Взаємодіючи з рецептором, позаклітинні хімічні посередники впливають на метаболізм та функціональний стан (проліферація, секреція і т. д.) клітин-мішеней.

Рецептори адреналіну (адренорецептори) розрізняють за розподілом в організмі - центральні й периферичні. Центральні адренорецептори, локалізовані в різних ділянках мозку, беруть участь у регуляції функцій ЦНС, периферичні - контролюють роботу внутрішніх органів.

Усі адренорецептори класифікують за двома типами - б- і в-, але кожен тип має декілька підтипів, найбільш поширені з них - б1-, б2-, в1- і в2-рецептори. Залежно від свого анатомічного розташування клітини одного типу, наприклад гладко-м'язові клітини судин або адипоцити, містять різні типи рецепторів.

Незважаючи на значну подібність між б- і в-рецепторами та їх підтипами, вони кодуються різними генами. Адренорецептори належать до сімейства білків, що мають 7 трансмембранних б-спіралей (які прийнято називати доменами). Довжина N- і С-кінців, а також довжина 1-4 доменів відрізняється у різних типів і підтипів рецепторів.

Адренорецептори - глікопротеїни, що містять у своєму складі різні вуглеводні фрагменти. Глікозилюванню піддаються розташовані у ділянці N-кінця залишки аспарагінової кислоти.

в-Адренорецептори зустрічаються практично у всіх тканинах організму. Кількість в-адренорецепторів, що припадає на клітину, варіює від 300 до 4000.

Центр зв'язування адреналіну утворений амінокислотними залишками третього, п'ятого і шостого доменів. Інший функціонально важливий центр - ділянка взаємодії із G-білками, які беруть участь у формуванні клітинної відповіді. Залишки серину і треоніну в ділянці третього внутрішнього домену і С-кінця адренорецептора можуть фосфорилюватися під дією протеїнкінази А чи специфічною кіназою в-адренорецептора. Фосфорилювання призводить до зміни конформації рецептора і зниження спорідненості до G-білка або запобігає зв'язуванню з G-білком (рис. 18).

б-Адренорецептори розрізняють за локалізацією (наприклад, гепатоцити мають б1-рецептори, адипоцити - б2-адрено-рецептори) і механізму трансформації біологічного сигналу. Ефекторні системи, пов'язані з б1- і б2-адренорецепторами, містять G-білки різного типу - Gplc-білки (G-білок стимулювальний) і Gi-білки (G-білок інгібуючий) і відповідно ферменти - фосфоліпазу С або аденілатциклазу.

Рисунок 18 - Мембранна організація в2-адренорецептора:

1 - фрагмент рецептора, що бере участь у зв'язуванні Gs-білка; 2, 3 - ділянки можливого фосфорилювання протеїнкіназою А (2) і кіназою в-адренорецептора (3); 4 - ділянка глікозилювання; 5 - ділянка зв'язування адреналіну

Рецептори з тирозинкіназною активністю. Тирозинові протеїнкінази - ферменти, що фосфорилюють специфічні білки за тирозином, розділяють на 2 типи - мембранні (рецепторні) та цитоплазматичні. Внутрішньоклітинні тирозинові протеїнкінази беруть участь у процесах передачі сигналу в ядро. Рецепторні тирозинові протеїнкінази беруть участь у трансмембранній передачі сигналів.

Прикладом рецепторної тирозинової протеїнкінази може служити рецептор інсуліну (рис. 19).

Рисунок 19 - Активація рецептора інсуліну

Рецептор інсуліну - тирозинова протеїнкіназа, що фосфорилює білки за ОН-групами тирозину. Рецептор складається з двох б- та двох в-субодиниць, пов'язаних дисульфідними зв'язками і нековалентними взаємодіями, б- і в-субодиниці - глікопротеїни з вуглеводною частиною на зовнішньому боці мембрани. Поза мембраною на її поверхні знаходяться б-субодиниці. Центр зв'язування інсуліну утворений N-кінцевими доменами б-субодиниць. в-субодиниці пронизують мембранний бішар і не беруть участі у зв'язуванні інсуліну.

Каталітичний центр тирозинової протеїнкінази знаходиться на внутрішньоклітинних доменах в-субодиниць. За відсутності гормону інсулінові рецептори не виявляють тирозинкіназної активності. Приєднання інсуліну до центру зв'язування на б-субодиницях активує фермент, причому субстратом служить сама тирозинова протеїнкіназа (в-субодиниці), тобто відбувається фосфорилювання в-субодиниці за кількома тирозиновими залишками. Фосфорилювання в-субодиниць відбувається за механізмом міжмолекулярного трансфосфорилювання, тобто один в-ланцюг фосфорилює інший в-ланцюг тієї самої молекули рецептора. Це, у свою чергу, призводить до зміни субстратної специфічності тирозинової протеїнкінази; тепер вона здатна фосфорилювати інші внутрішньоклітинні білки. Активація й зміна специфічності обумовлені конформаційними змінами рецептора інсуліну після зв'язування гормону та автофосфорилювання.

Ключовий білок, що фосфорилюється тирозиновою протеїнкіназою, - субстрат інсулінового рецептора-1 (від англ. insulin receptor substrate, IRS-I). Фосфорильований IRS-I активує ферменти, наприклад тирозинову фосфопротеїнфосфатазу, і білки, що беруть участь у регуляції клітинних процесів. Дефосфорилювання рецептора під дією тирозинової фосфопротеїнфосфатази повертає його в неактивний стан. Спорідненість рецептора до інсуліну знижується під час його фосфорилювання протеїнкіназою А за амінокислотними залишками серину і треоніну.

Рецептори з гуанілатциклазною активністю. Гуанілатциклаза каталізує утворення цГМФ із ГТФ - одного з важливих посередників внутрішньоклітинної передачі сигналу.

Гуанілатциклаза знаходиться в клітині як у мембранозв'язаному стані, так і в цитозольному. Співвідношення цих двох форм ферменту в різних тканинах різне. Наприклад, у клітинах тонкого кишечника 90 % гуанілатциклази знаходиться в мембранах, а в легенях і печінці - лише 20 %. Цитозольна і мембранозв'язана гуанілатциклази розрізняються не лише за локалізацією, а й за молекулярною масою, активністю, способом регуляції.

Цитозольна форма гуанілатциклази складається із двох субодиниць (б і в) і містить у своєму складі простетичну групу - гем. Із гемом зв'язується активатор цієї форми гуанілатциклази - оксид азоту (NO), що утворюється з аргініну під дією ферменту синтази оксиду азоту. Мембранозв'язана гуанілатциклаза - трансмембранний глікопротеїн. Внутрішньоклітинний домен гуанілатциклази проявляє каталітичну активність, позаклітинний домен є рецептором. Приєднання активатора до рецептора викликає зміну конформації в мембранному і цитозольному доменах і, як наслідок, активацію гуанілатциклази. У тканинах людини є 3 типи мембранозв'язаних гуанілатциклаз, в активації яких беруть участь специфічні регулятори - передсердний натрійуретичний фактор (ПНФ), натрійуретичний пептид із мозку і кишковий пептид гуанілін.

У клітинах тканин виявлені 3 основні типи внутрішньоклітинних рецепторних білків, з якими взаємодіє цГМФ: цГМФ-залежна протеїнкіназа (протеїнкіназа G), цГМФ-регульовані іонні канали і цГМФ-регульована фосфодіестераза, специфічна до цАМФ (каталізує перетворення цАМФ у АМФ).

цГМФ відіграє важливу роль у регуляції Са2+-гомеостазу в різних типах клітин. Підвищення концентрації цГМФ приводить до зниження концентрації Са2+ як унаслідок активації Са2+- АТФ-аз, так і за рахунок пригнічення рецепторзалежного надходження цього іона в цитоплазму клітини. Ці ефекти опосередковані дією протеїнкінази G на мембранні білки, що беруть участь в обміні Са2+.

6.3 Роль G-білків як трансдукторів сигналів

G-білки (гуаніннуклеотид-зв'язувальні білки) - універсальні посередники під час передавання сигналів від рецепторів до ферментів клітинної мембрани, що каталізують утворення вторинних посередників гормонального сигналу. G-білки зв'язують гуанінові нуклеотиди (ГТФ або ГДФ) і володіють ГТФ-азною активністю, тому вони здатні повільно каталізувати гідроліз зв'язаного ГТФ до ГДФ. G-білки є периферичними мембранними білками, що розташовані на внутрішній поверхні плазматичної мембрани. Існує два класи G-білків - гетеротримерні та мономерні. Лише клас гетеротримерних білків залучений у сигнальні процеси через гормональні рецептори. Гетеротримерні G-білки складаються з б, в і г-субодиниць. Склад димерів вг незначно різниться в різних тканинах, але в межах однієї клітини всі G-білки, як правило, мають однаковий комплект вг-субодиниць. Тому G-білки прийнято розрізняти за їх б-субодиницям. Виявлено 16 генів, що кодують різні б-субодиниці G-білків.

Кожна б-субодиниця у складі G-білка має специфічні центри:

зв'язування ГТФ або ГДФ;

взаємодії з рецептором;

зв'язування з вг-субодиницями;

фосфорилювання під дією протеїнкінази С;

взаємодії з ферментом аденілатциклазою або фосфоліпазою С.

У структурі G-білків відсутні б-спіральні домени, що пронизують мембрану. G-білки відносять до групи “заякорених” білків.

G-білки функціонують як молекули, здатні ніби “перемикатися” та існувати у двох станах: ГДФ-зв'язана форма (неактивна) і ГТФ-зв'язана форма (активна). Комплекс Gбвг зазвичай містить ГДФ, зв'язаний із б-субодиницею; цей комплекс неактивний. Коли гормон-рецепторний комплекс взаємодіє із Gбвг, G-білок набуває конформаційних змін, перетворюючись на активну форму. Зміна конформації G-білка знижує спорідненість б-субодиниці до молекули ГДФ і збільшує до ГТФ. Заміна ГДФ на ГТФ в активному центрі G-білка викликає дисоціацію Gб-ГТФ із комплексу Gбвг. Циклічний процес активації та дезактивації G-білків проілюстровано на рис. 20.

Рисунок 20 - G-білковий цикл

Активована б-субодиниця G-білка (б-ГТФ) взаємодіє зі специфічним білком клітинної мембрани і змінює його активність. Такими білками можуть бути ферменти аденілатциклаза, фосфоліпаза С, фосфодіестераза цГМФ, Nа+-канали, К+-канали.

Наступний етап циклу функціонування G-білка - дефосфорилювання ГТФ, зв'язаного з б-субодиницею, причому ферментом, що каталізує цю реакцію, є сама б-субодиниця. Дефосфорилювання призводить до утворення комплексу б-ГДФ, який не комплементарний специфічному білку мембрани (наприклад, аденілатциклазі), але має високу спорідненість до вг-протомерів. G-білок повертається до своєї неактивної форми - бвг-ГДФ. При подальшій активації рецептора і заміні молекули ГДФ на ГТФ цикл повторюється знову (рис. 20). Таким чином, б-субодиниці G-білків здійснюють човниковий рух, переносячи стимулювальний або інгібуючий сигнал від рецептора, який активований первинним посередником (наприклад, гормоном), на фермент, що каталізує утворення вторинного посередника.

Багато гормонів діє, використовуючи цАМФ-залежний сигнальний шлях. У такому разі інтегральним білком плазматичної мембрани, з якими взаємодіє G-білок, є фермент аденілатциклаза, що каталізує реакцію утворення вторинного посередника цАМФ із АТФ (рис. 21).

Розрізняють два типи рецепторів за їх здатністю зв'язуватись із G-білками. Стимулювальні білки (Gs) активують аденілатциклазу та збільшують внутрішньоклітинний рівень цАМФ, тоді як інгібуючі G-білки (Gі) пригнічують активність аденілатциклази.

Деякі форми протеїнкіназ можуть фосфорилювати б-субодиниці G-білків. Фосфорильована б-субодиниця не комплементарна до специфічного білка мембрани, наприклад аденілатциклази або фосфоліпази С, тому не може брати участі у передаванні сигналу.

Рисунок 21 - Участь G-білка у передаванні гормонального сигналу

6.4 Аденілатциклаза

Фермент аденілатциклаза каталізує перетворення АТФ у цАМФ:

Аденілатциклаза виявлена у всіх типах клітин. Фермент належить до групи інтегральних білків клітинної мембрани, він має 12 трансмембранних доменів. Позаклітинні фрагменти аденілатциклази глікозильовані. Цитоплазматичні домени аденілатциклази мають два каталітичні центри, що відповідають за утворення цАМФ - вторинного посередника, який бере участь у регуляції активності ферменту протеїнкінази А. На активність аденілатциклази впливають як позаклітинні, так і внутрішньоклітинні регулятори. Позаклітинні регулятори (гормони, ейкозаноїди, біогенні аміни) здійснюють регуляцію через специфічні рецептори, які за допомогою б-субодиниць G-білків передають сигнали на аденілатциклазу. Gs-білок під час взаємодії з аденілатциклазою активує фермент, Gі-білок інгібує фермент. У свою чергу, аденілатциклаза стимулює прояв ГТФ-фосфатазної активності б-субодиниць. Із 8 вивчених ізоформ аденілатциклази 4 - Са2+-залежні (активуються Са2+). Регуляція аденілатциклази внутрішньоклітинним кальцієм дозволяє клітині інтегрувати активність двох основних вторинних посередників цАМФ і Са2+.

6.5 Фосфоліпази

Фосфоліпази - ферменти класу гідролаз, що каталізують катаболізм гліцерофосфоліпідів. Розрізняють фосфоліпази секреторні, що входять до складу панкреатичного соку, і клітинні фосфоліпази. Клітинні фосфоліпази А1, A2, D, С різняться за специфічністю до групи, яку вони відщеплюють.

Фосфоліпаза С - фермент, що гідролізує фосфоефірний зв'язок у гліцерофосфоліпідах. У клітинах людини ідентифіковано 10 ізоформ фосфоліпази С, що різняться за молекулярною масою, локалізацією, способом регуляції, субстратною специфічністю. У структурі всіх ізоформ фосфоліпази С відсутні гідрофобні домени, які могли б забезпечити їх взаємодію з мембраною. Однак деякі форми фосфоліпази С зв'язані з мембраною за допомогою “гідрофобного якоря” - ацильного залишку міристинової кислоти або за рахунок взаємодії з поверхнею бішару. Каталітична активність усіх ізоформ фосфоліпази С залежить від іонів кальцію.

Більшість фосфоліпаз С є специфічними щодо фосфатидилінозитолів і практично не гідролізує інші типи фосфоліпідів. Активний фермент може гідролізувати до 50 % від загальної кількості фосфатидилінозитолів клітинної мембрани. При гідролізі фосфатидилінозитол-4,5-бісфосфату (ФІФ2) утворюються продукти діацилгліцерол (ДАГ) та інозитол-1,4,5-трифосфат (ІФ3), які є вторинними посередниками в трансмембранній передачі сигналу інозитолфосфатним шляхом.

6.6 Протеїнкінази

Усі полярні сигнальні молекули, що діють на клітину-мішень через мембранні рецептори, здійснюють свою біологічну функцію шляхом фосфорилювання специфічних білків і ферментів, що регулюють метаболізм у клітині. Фосфорилювання змінює (збільшує або зменшує) їх активність. Каталізують фосфорилювання білків (протеїнів) протеїнкінази за гідроксильними групами амінокислот серину, треоніну, тирозину. Протеїнкінази можуть бути субодиницею мембранного рецептора, наприклад тирозинова протеїнкіназа рецептора інсуліну, активність якої регулюється гормоном. Інша група - протеїнкінази, що регулюються вторинними посередниками гормонального сигналу (цАМФ, цГМФ, Са2+, ДАГ), наприклад протеїнкіназа А, протеїнкіназа С, протеїнкіназа G, кальмодулінзалежні протеїнкінази та ін.

6.6.1 Протеїнкінази А

Протеїнкінази А (цАМФ-стимульовані) беруть участь у аденілатциклазній системі передачі сигналу. Протеїнкіназа А складається із 4 субодиниць R2C2 - двох регуляторних субодиниць (R2) і двох каталітичних (С2). Комплекс R2C2 нe володіє ферментативною активністю (неактивна протеїнкіназа).

Комплекс R2C2 різними способами прикріплюється до мембрани. Деякі форми протеїнкінази А “заякоряються” за допомогою аліфатичного залишку міристинової кислоти каталітичних субодиниць. У багатьох тканинах протеїнкіназа А пов'язана із “заякореним” білком AKAPS. AKAPs має центр зв'язування для регуляторних субодиниць протеїнкінази А. За допомогою білка AKAPS протеїнкіназа А зв'язується з мембраною в області локалізації ферментів, що каталізують утворення цАМФ (аденілатциклаза) або його гідроліз (фосфодіестераза), а також білків, у регуляції активності яких фермент бере участь, наприклад потенціалзалежні Са2+-канали.

Регуляторні субодиниці протеїнкінази А мають специфічні центри для зв'язування цАМФ. Приєднання цАМФ до регуляторних субодиниць (по 2 молекули цАМФ зв'язуються з кожною R субодиницею) призводить до зміни конформації регуляторних субодиниць та зниження спорідненості до каталітичних субодиниць (С2), відбувається дисоціація комплексу (рис. 22).

Вивільнені субодиниці С - це активна форма протеїнкінази А, яка каталізує реакції фосфорилювання білків за амінокислотами серину і треоніну. Каталітичні субодиниці у різних типів протеїнкіназ А не ідентичні, вони різняться насамперед специфічністю щодо білків-субстратів.

Рисунок 22 - Активація протеїнкінази А цАМФ

6.6.2 Протеїнкінази С

Протеїнкінази С беруть участь в інозитолфосфатній системі передачі сигналу. Фермент складається із двох функціонально різних доменів - регуляторного і каталітичного. Регуляторний домен містить 2 структури (“цинкові пальці”), утворені фрагментами пептидного ланцюга, що багаті на амінокислоту цистеїн, і містять 2 іони цинку. “Цинкові пальці” беруть участь у зв'язуванні діацилгліцеролу (ДАГ). Інший фрагмент регуляторного домену має високу спорідненість до іонів Са2+. Підвищення концентрації кальцію в цитозолі збільшує спорідненість протеїнкінази С до фосфатидилсерину (ФС) мембрани. Транслокація протеїнкінази С до мембрани дозволяє ферменту зв'язатися з ДАГ, який ще більше підвищує спорідненість протеїнкінази С до іонів кальцію. Протеїнкіназа С активується Са2+, ДАГ і ФС (рис. 23).

Рисунок 23 - Регуляція активності протеїнкінази С

Каталітичний домен має центр, що зв'язує АТФ і білок-субстрат. Активна форма ферменту протеїнкінази С фосфорилює білки за амінокислотними залишками серину і треоніну. Зниження концентрації іонів кальцію в клітині порушує зв'язок протеїнкінази С із ФС і ДАГ, фермент переходить у неактивну форму і відокремлюється від мембрани.

6.6.3 Протеїнкінази G

На відміну від протеїнкінази А протеїнкіназа G є не у всіх тканинах, її виявляють у легенях, мозочку, гладких м'язах і тромбоцитах. Ізоформи протеїнкінази G можуть бути зв'язані з мембраною або знаходитися в цитоплазмі. Розчинна протеїнкіназа G складається із двох ідентичних субодиниць, кожна з яких має два центри для зв'язування цГМФ. Приєднання цГМФ до регуляторних центрів викликає конформаційні зміни субодиниць і підвищує каталітичну активність ферменту. Протеїнкіназа G, подібно протеїнкіназі А і С, специфічна щодо певних білкових субстратів, які вона фосфорилює за залишками серину і треоніну.

6.7 Фосфодіестерази

Фосфодіестерази - ферменти, що каталізують перетворення цАМФ або цГМФ у неактивні метаболіти АМФ або ГМФ.

Фосфодіестерази, знижуючи концентрації вторинних посередників, розривають ланцюг перетворень, викликаних активатором рецептора.

Фосфодіестерази є у клітинах тканин у двох формах: у формі розчинного білка і мембранозв'язаного. Форми фермента, зв'язані з мембраною, у різних тканинах становлять 5-40 %. В одній і тій самій тканині можуть бути різні форми фосфодіестерази, що відрізняються за спорідненістю до субстратів, молекулярною масою, зарядом, регуляторними властивостями та локалізацією в клітині.

Фосфодіестерази циклічних нуклеотидів не володіють абсолютною специфічністю, тому, як правило, одна й та сама форма фермента здатна гідролізувати як цАМФ, так і цГМФ. Однак швидкості гідролізу цих двох нуклеотидів під дією однієї і тієї самої фосфодіестерази можуть значно відрізнятися. Це залежить від того, яка фосфодіестераза наявна в клітині - більш специфічна по відношенню до цАМФ чи більш специфічна до цГМФ, від співвідношення концентрацій цАМФ і цГМФ у клітині і від дії регуляторів фосфодіестерази.

У більшості тканин наявна фосфодіестераза-1, більш специфічна до цАМФ, що активується Са2+, комплексом 4 Са2+-кальмодулін і цГМФ.

6.8 Аденілатциклазна система

За участі аденілатциклазної системи реалізуються ефекти різних за своєю природою сигнальних молекул - гормонів, нейромедіаторів, ейкозаноїдів. Функціонування системи трансмембранної передачі сигналів забезпечують білки: Rs-рецептор сигнальної молекули, що активує аденілатциклазу, і Ri-рецептор сигнальної молекули, що інгібує аденілатциклазу; Gs-білок, що стимулює аденілатциклазу, та Gi-білок, що інгібує аденілатциклазу; ферменти аденілатциклаза (АЦ) і протеїнкіназа А (ПКА) (рис. 24).

Рисунок 24 - Каскадна система підсилення гормонального сигналу

Послідовність подій, що приводять до активації аденілатциклази, є такою:

зв'язування активатора аденілатциклазної системи, наприклад гормону (Г) із рецептором (Rs), викликає зміну конформації рецептора і збільшення його спорідненості до Gs-білка. У результаті утворюється комплекс [Г][R] [G-ГДФ];

приєднання [Г][R] до G-ГДФ знижує спорідненість б-субодиниці Gs-білка до ГДФ і збільшує спорідненість до ГТФ. ГДФ заміщується на ГТФ;

це викликає дисоціацію комплексу. Субодиниця б, що відокремилась, і зв'язана з молекулою ГТФ, має спорідненість до аденілатциклази: [Г][R][G-ГТФ] ? [Г][R] + б-ГТФ + вг;

взаємодія б-субодиниці з аденілатциклазою приводить до зміни конформації фермента та його активації, збільшується швидкість утворення цАМФ із АТФ;

конформаційні зміни в комплексі [б-ГТФ][АЦ] стимулюють підвищення ГТФ-фосфатазної активності б-субодиниці. Відбувається реакція дефосфорилювання ГТФ, і один із продуктів реакції - неорганічний фосфат (Pi) відділяється від б-субодиниці, а комплекс [б-ГДФ] зберігається; швидкість гідролізу визначає час проведення сигналу;

утворення в активному центрі б-субодиниці молекули ГДФ знижує його спорідненість до аденілатциклази, але збільшує спорідненість до вг-субодиниць. Gs-білок повертається до неактивної форми;

якщо рецептор зв'язаний з активатором, наприклад гормоном, цикл функціонування Gs білка повторюється.

Активація протеїнкінази А (ПКА) відбувається таким чином.

Молекули цАМФ можуть зворотно з'єднуватися з регуляторними субодиницями ПКА.

Приєднання цАМФ до регуляторних субодиниць (R) викликає дисоціацію комплексу С2R2 на комплекс цАМФ4-R2 і С+С.

Активна протеїнкіназа А фосфорилює специфічні білки за серином і треоніном, в результаті змінюються конформація і активність фосфорильованих білків, а це призводить до зміни швидкості та напряму регульованих ними процесів у клітині.

Концентрація цАМФ у клітині може регулюватися, вона залежить від співвідношення активностей ферментів аденілатциклази і фосфодіестерази.

Передача сигналу від мембранного рецептора через G-білок на фермент аденілатциклазу служить прикладом каскадної системи підсилення цього сигналу. Одна молекула, що активує рецептор, може “включати” кілька G-білків, і потім кожен активує кілька молекул аденілатциклази з утворенням тисяч молекул цАМФ. На цьому етапі сигнал посилюється у 102-103 разів. Утворені молекули цАМФ “включають” інший фермент - протеїнкіназу А, посилюючи сигнал ще у 1000 разів. Фосфорилювання ферментів протеїнкіназою А ще більше підсилює сигнал, у результаті сумарне посилення дорівнює 106-107 разів. Таким чином, за механізмом каскадного посилення одна молекула регулятора здатна змінити активність мільйонів інших молекул.

Однак для будь-якої із систем трансмембранної передачі сигналу клітина має іншу систему, що пригнічує цей сигнал. Кожен із етапів у ферментному каскаді знаходиться під контролем спеціальних механізмів, що пригнічують цей сигнал. Наприклад, тривала дія гормону призводить до десенсибілізації мембранних рецепторів: вони або інактивуються, або разом із гормоном занурюються в клітину шляхом ендоцитозу. Внаслідок десенсибілізації рецепторів ступінь активації аденілатциклазної системи знижується. Якщо в клітині тривалий час підвищена концентрація цАМФ (підвищена активність протеїнкінази А), може відбуватися фосфорилювання кальцієвих каналів, що призводить до підвищення концентрації Са2+ у клітині. Кальцій активує Са2+-залежну фосфодіестеразу, що каталізує перетворення цАМФ у АМФ. Унаслідок інактивації протеїнкінази А (R2C2) знижується швидкість фосфорилювання специфічних ферментів. Завершує “вимкнення” системи фосфопротеїнфосфатаза, що дефосфорилює фосфопротеїни.

6.9 Інозитолфосфатна система

Функціонування інозитолфосфатної системи трансмембранної передачі сигналу (рис. 25) забезпечують: R (рецептор), фосфоліпаза С, Gplc - білок, що активує фосфоліпазу С, білки та ферменти мембран і цитозолю. Послідовність подій, що призводять до активації фосфоліпази С, є такою:

зв'язування сигнальної молекули, наприклад гормону з рецептором (R), викликає зміну конформації і збільшення спорідненості до Gplc-білка;

утворення комплексу [Г][R][Gplc-ГДФ] призводить до зниження спорідненості б-протомера Gplc-білка до ГДФ і збільшення спорідненості до ГТФ. ГДФ замінюється на ГТФ;

відбувається дисоціація комплексу: б-субодиниця, що відокремилася, є зв'язаною з молекулою ГТФ і набуває спорідненості до фосфоліпази С;

б-ГТФ взаємодіє з фосфоліпазою С й активує її. Під дією фосфоліпази С відбувається гідроліз ліпіду мембрани фосфатидилінозитол-4,5-бісфосфату (ФІФ2);

унаслідок гідролізу утворюється і виходить у цитозоль гідрофільна речовина інозитол-1,4,5-трифосфат (ІФ3). Інший продукт реакції діацилгліцерол (ДАГ) залишається в мембрані й бере участь в активації ферменту протеїнкінази С (ПКС);

інозитол-1,4,5-трифосфат (ІФ3) зв'язується специфічними центрами Са2+-каналу мембрани ендоплазматичного ретикулума, це призводить до зміни конформації білка і відкриття каналу - Са2+ надходить у цитозоль. За відсутності в цитозолі ІФ3 канал закритий;

підвищення концентрації Са2+ у цитозолі клітини збільшує швидкість взаємодії Са2+ із неактивним цитозольним ферментом протеїнкіназою С (ПКС) і білком кальмодуліном, таким чином сигнал, прийнятий рецептором клітини, роздвоюється;

зв'язування протеїнкінази С з іонами кальцію дозволяє ферменту вступати в кальцій-опосередковану взаємодію з молекулами “кислого” фосфоліпіду мембрани, фосфатидилсерину (ФС). Діацилгліцерол, займаючи специфічні центри в протеїнкіназі С, ще більше збільшує її спорідненість із іонами кальцію;

на внутрішньому боці мембрани утворюється ферментативний комплекс - [ПКС][Са2+][ДАГ][ФС]-активна протеїнкіназа С, що фосфорилює специфічні білки за серином і треоніном.

Рисунок 25 - Інозитолфосфатна система трансмембранної передачі сигналу

У клітинах багатьох тканин наявний білок кальмодулін, що функціонує як внутрішньоклітинний рецептор Са2+, він має 4 центри для зв'язування Са2+. Комплекс [кальмодулін]-[4Са2+] не володіє ферментативною активністю, але взаємодія комплексу з різними білками і ферментами призводить до їх активації.

Як і більшість систем трансмембранної передачі сигналів, інозитолфосфатна система має не лише механізм посилення, а й механізм пригнічення сигналу. Наявні в цитозолі інозитол-1,4,5-трифосфат (ІФ3) і діацилгліцерол (ДАГ) у мембрані можуть унаслідок серії реакцій знову перетворюватися на фосфатидилінозитол-4,5-бісфосфат (ФІФ2). Ферменти, що каталізують відновлення фосфоліпіду, активуються фосфорилюванням протеїнкіназою С.

Концентрація Са2+ у клітині знижується до вихідного рівня під час дії Са2+-АТФ-аз цитоплазматичної мембрани й ендоплазматичного ретикулума, а також Na+/Ca2+- і Н+/Са2+-транслоказ (активний антипорт) клітинної та мітохондріальної мембран. Функціонування транслоказ Са2+ і Са2+-АТФ-аз може активуватися:

комплексом [кальмодулін][4Са2+];

протеїнкіназою А (фосфорилюванням);

протеїнкіназою С (фосфорилюванням).

Зниження концентрації Са2+ у клітині й діацилгліцеролу в мембрані призводить до зміни конформації протеїнкінази С, зниження її спорідненості до фосфатидилсерину, фермент дисоціює в цитозоль (неактивна форма). Фосфорильовані протеїнкіназою С ферменти і білки під дією фосфопротеїнфосфатази переходять у дефосфорильовану форму.

6.10 Передача сигналу за допомогою внутрішньоклітинних рецепторів

Передача сигналу жиророзчинних стероїдних гормонів і тироксину можлива лише під час проходження цих гормонів через плазматичну мембрану клітин-мішеней (рис. 26). Рецептори гормонів можуть перебувати в цитозолі або ядрі. Ядерні та цитозольні рецептори стероїдних і тиреоїдних гормонів містять ДНК-зв'язувальний домен, що характеризується наявністю двох структур “цинкових пальців”.

Послідовність подій, що приводять до активації транскрипції, є такою:

гормон проходить через подвійний ліпідний шар клітинної мембрани;

гормон взаємодіє з рецептором (R), унаслідок чого змінюється конформація рецептора;

комплекс гормон-рецептор проходить у ядро, взаємодіє з регуляторною нуклеотидною послідовністю в ДНК - енхансером або сайленсером;

доступність промотора для РНК-полімерази збільшується (під час взаємодії з енхансером) або зменшується (під час взаємодії з сайленсером);

відповідно збільшується або зменшується швидкість транскрипції структурних генів;

збільшується або зменшується швидкість трансляції;

змінюється кількість білків, що можуть впливати на метаболізм та функціональний стан клітини.

Рисунок 26 - Передача сигналу на внутрішньоклітинні рецептори

Ефекти гормонів, що передають сигнал через внутрішньоклітинні рецептори, не можна спостерігати відразу, оскільки на перебіг процесів транскрипції та трансляції потрібні години.

7. Штучні фосфоліпідні мембрани

Штучні мембрани одержують із фосфоліпідів у різний спосіб. Унаслідок збовтування або обробки ультразвуком суспензії фосфоліпідів у воді утворюються сферичні бішарові везикули, які називаються ліпосомами (діаметром 200-2000 Е). Ліпосоми можуть складатися з одного (одноламелярні) або декількох (мультиламелярні) бішарів фосфоліпідів, що чергуються з водним простором.

Під час створення штучних мембран можна варіювати вміст різних ліпідів у їх складі. Це дозволяє проводити систематичне дослідження впливу ліпідного складу мембран на ту або іншу функцію. Наприклад, можна одержати везикули виключно з фосфатидилхоліну або, навпаки, із суміші фосфоліпідів відомого складу із залученням гліколіпідів і холестеролу. Можна створювати мембрани із ліпідів із різними залишками жирних кислот. Це дозволяє провести дослідження впливу жирнокислотного складу на певні функції мембран (наприклад, на транспорт).

У везикули можна вбудовувати очищені мембранні білки або ферменти. Це дозволяє виявити, які молекули (наприклад, специфічні ліпіди або допоміжні білки) необхідні для реконструкції функції очищених білків.

Штучні фосфоліпідні мембрани використовують для скринінгу мембранотоксичної дії біологічно активних речовин, вони також можуть бути використані як модель для вивчення електричних властивостей мембрани, її проникності, а також для інших експериментальних досліджень. Наприклад, під час введення у штучні фосфоліпідні мембрани деяких активних речовин (валіноміцину, динітрофенолу, пентахлорфенолу та ін.) вони у багатьох відношеннях відтворюють властивості тканин нервового волокна.

На сьогодні все більшого значення набуває можливість використання фосфоліпідних везикул для доставки в клітину лікарських засобів. Це має низку переваг:

введення речовин усередину ліпосом захищає їх від дії ферментних систем організму;

ліпосоми формуються з природних фосфоліпідів, у зв'язку з чим вони легко включаються в обмінні процеси в організмі і є практично нешкідливими;

завдяки здатності ліпосом взаємодіяти з мембранами клітин стає можливим уведення всередину клітин речовин, які не проникають крізь клітинну мембрану або мають обмежену проникність;

унаслідок обмеженої проникності ліпосом можливе їх використання для дозованого надходження лікарського препарату і зниження його токсичності;

ліпосоми можна застосовувати для спрямованого транспорту біологічно активних молекул до певних органів і тканин (зокрема транспорт хіміопрепаратів до пухлин). Для цього в мембрани ліпосом необхідно вбудувати молекули, які впізнаються специфічними рецепторами плазматичної мембрани клітин-мішеней. Терапевтичний ефект такого способу доставки ліків повинен бути досить значним. ДНК, вбудована всередину ліпосом, очевидно, є менш чутливою до нуклеаз; це необхідно враховувати при генній терапії.

8. “Пероксидний стрес” та системи антиоксидантного захисту

Ненасичені жирні кислоти, що входять до складу ліпідів клітинних мембран, легко піддаються процесу перекисної деструкції - ПОЛ (перекисне окиснення ліпідів). Тому реакція мембрани на пошкодження називається “пероксидний стрес”.

В основі ПОЛ лежить вільнорадикальний механізм. Вільний радикал - це молекула (або її частина), що має на зовнішній орбіталі неспарений електрон. Вільні радикали постійно утворюються в клітині, наприклад при перенесенні електронів в окисно-відновних реакціях.

Утворення вільного радикала ненасиченої жирної кислоти (R*) ініціюється вільними радикалами кисню (О2*, ОН*), які забирають від жирної кислоти атом водню СН2-групи, розміщеної між спряженими подвійними зв'язками:

Вільний радикал жирної кислоти взаємодіє з молекулярним киснем з утворенням перекисного радикала жирної кислоти (RО2*), що потім відновлюється у перекис жирної кислоти - ROOH.

Процес ПОЛ у нормі відбувається на стаціонарному рівні, що підтримується системами антиоксидантного захисту. Саме таким чином руйнуються клітинні мембрани старіючих клітин і біомембрани у вогнищах запалення. Однак інтенсифікація процесу ПОЛ для клітини є катастрофою. Високореакційні вільні радикали, перекиси жирних кислот і навіть кінцеві продукти ПОЛ (наприклад, малоновий діальдегід) сприяють утворенню міжмолекулярних зшивків (білок-ліпід, ліпід-ліпід), обмежують рухливість мембранних білків і порушують їх функції. У мембрані утворюються гідрофобні пори, що призводить до вивільнення кальцію (порушення скорочувальної здатності серцевого м'яза та виходу лізосомних ферментів (автоліз клітини). Зменшується запас антиоксидантів, зокрема вітамінів антиоксидантної дії (вітаміни Е, А, С), відбувається окиснення SH-груп білків, пептидів і найважливіших небілкових сполук (наприклад, ліпоєвої кислоти, пантотенової кислоти, KoA-SH та ін.). Частково відбувається роз'єднання процесу окисного фосфорилювання, що призводить до енергетичного голоду тканин. Усі ці процеси в кінцевому підсумку призводять до загибелі клітини. Продукти ПОЛ вважаються ендогенними радіотоксинами і канцерогенами. Дія радіації супроводжується масовою іонізацією молекул на шляху прямування радіоактивної частинки за рахунок “вибивання” електрона із зовнішньої орбіталі молекули. Електрони захоплюються киснем з утворенням О2* та інших вільних радикалів кисню. При радіолізі мембран утворюються радикали жирних кислот R*, RО*, RО2*.

Неконтрольоване утворення вільних радикалів кисню та інтенсифікація процесів ПОЛ спостерігається під час паління, при ракових захворюваннях, ішемії, гіпероксії, старінні тощо.

Для захисту від дії активних форм кисню в організмі існують ферментативна та неферментативна антиоксидантні системи. Головними ферментними антиоксидантами є:

супероксиддисмутаза (СОД), що каталізує реакцію дисмутації супероксидного радикала кисню;

каталаза і пероксидаза, що каталізують розщеплення перекису водню. У каталазній реакції субстратом і донором водню служать молекули Н2О2, а у пероксидазній - донором водню є органічний перекис;

система глутатіону, що забезпечує катаболізм перекисів ліпідів, перекисно-модифікованих нуклеотидів і стероїдів. Так, глутатіонпероксидаза бере участь у знешкодженні Н2О2, а глутатіонредуктаза відновлює окислений глутатіон, використовуючи кофермент НАДФН·Н+. Трипептид глутатіон використовується як відновник у реакції розпаду гідроперекисів ліпідів, він функціонує як субстрат для глутатіонпероксидази і глутатіонтрансферази.

До неферментативних антиоксидантів належать:

жиророзчинні вітаміни Е, D, А, К;

убіхінон (коензим Q);

органічні кислоти, особливо вітамін С, цитрат;

трипептид глутатіон та інші SH-вмісні сполуки;

флавоноїди (наприклад, рутин чайного листа, ягід чорноплідної горобини, буряка);

деякі гормони у фізіологічних концентраціях (естрогени, тироксин і адреналін);

комплексони (феритин, трансферин, АДФ);

меланіни;

хітини.

Навіть нетривала недостатність неферментативних антиоксидантів, особливо вітамінів, призводить до стійких і незворотних пошкоджень клітинних мембран.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

Биологическая химия : учебник / В. К. Кухта, Т. С. Морозкина, Э. И. Олецкий [и др.]; под ред. А. Д. Тагановича. - М. : Бином, 2008. - 688 с. - ISBN 978-5-9518-0261-3.

Биохимия : учебник / Л. В. Авдеева, Т. Л. Алейникова, Л. Е. Андрианова [и др.]; под ред. Е. С. Северина. - 5-е изд., испр. и доп. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2011. - 768 с. - ISBN 978-5-9704-2029-4.

Губський Ю. І. Біологічна хімія: підручник / Ю. І. Губський. - Київ-Вінниця : Нова книга, 2009. - 664 с. - ISBN: 978-966-382-186-3.

Кагава Я. Биомембраны: научное издание / Я. Кагава; пер. с яп. А. А. Селищевой; [предисл. и общ. ред. В. Е. Кагана]. - М. : Высшая. школа, 1985. - 303 с.

Жеребцов Н. А. Биохимия : учебник / Н. А. Жеребцов, Т. Н. Попова, В. Г. Артюхов. - Воронеж : Издательство Воронежского государственного университета, 2002. - 696 с. - ISBN: 5-7455-1183-4.

Остапченко Л. І. Біологічні мембрани: методи дослідження структури та функцій: навчальний посібник / Л. І. Остапченко, І. В. Михайлик. - К. : Видавничо-поліграфічний центр “Київський університет”, 2006. - 215 с. - ISBN 966-594-837-7.

Чиркин А. А. Биохимия / А. А. Чиркин, Е. О. Данченко. - М. : МедЛит, 2010. - 608 с. - ISBN 978-5-91803-002-8.

Рубин А. Б. Биофизика: учебник: в 2 т. - 3-е издание, исправленное и дополненное. - Москва : Издательство Московского университета, 2004. - 944 с.

Геннис Р. Биомембраны: молекулярная структура и функции / Р. Геннис; пер. с англ. Л. И. Барсукова [и др.]. - М. : Мир, 1997. - 624 с. - ISBN 5-03-002419-0.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Классификация мембран пo материалу, происхождению, морфологии, структуре и форме. Методы их получения: формование, травление треков, спекание. Массоперенос через мембрану в локальном объеме аппарата. Фильтрование воды через электролизную установку.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 18.10.2014

  • Методика іммобілізації полімерних міцел з альфа-амілазою на поверхню полісульфонових мембран. Вплив тривалості процесу ультрафіолетового випромінювання на каталітичну активність ферменту. Ознайомлення із способами модифікації мембран; їх властивості.

    курсовая работа [924,7 K], добавлен 14.07.2014

  • Понятие и виды ионообменных мембран. Рассмотрение основ применения мембранных процессов в области защиты окружающей среды. Проверка гипотезы стерического механизма отравления ионообменных мембран на примере антоциан, входящих в состав виноматериалов.

    дипломная работа [6,6 M], добавлен 17.04.2015

  • Понятие и принципы разработки мембранных технологий, сферы и особенности их практического применения, оценка главных преимуществ и недостатков. Физико-химические свойства мембран. Условия применения полимерных мембран в современном сельском хозяйстве.

    курсовая работа [113,6 K], добавлен 15.11.2014

  • Измерение удельной электропроводности анионообменных мембран МА-41-2П, модифицированных в сополимерах диметилдиаллиламмоний хлорида акриловой или малеиновой кислот с помощью пинцетной ячейки разностным методом, и сравнение их с исходными мембранами.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.07.2014

  • Мембранные системы водоподготовки. Исследование диффузионной проницаемости анионообменных мембран. Разработка алгоритма расчета электропроводности, концентраций анионов и молекулярной формы ортофосфорной кислоты в тракте с принимающей стороны мембраны.

    курсовая работа [708,1 K], добавлен 18.03.2016

  • Свойства полианилина и его формы. Механизм полимеризации анилина в матрице МФ-4СК. Исследование электротранспортных свойств композитов на основе перфторированных сульфокатионитовых мембран и полианилина, полученных в условиях внешнего электрического поля.

    дипломная работа [3,1 M], добавлен 24.09.2012

  • Особливості мембрани тваринного походження. Визначення молярної маси сахарози за допомогою експериментального метода зі свинячим міхуром. Методи дослідження осмотичного тиску. Комірка зі скляного фільтра. Комірка з мембраною із колодія та целофану.

    курсовая работа [712,1 K], добавлен 26.05.2015

  • Исследование эволюции физико-химических характеристик ионообменных смол и изготовленных из них мембран в процессах переработки амфолит-содержащих модельных растворов и виноматериалов. Электропроводность ионитов, её связь с другими свойствами ионитов.

    дипломная работа [4,6 M], добавлен 18.07.2014

  • Основные классы фосфолипаз, расщепление лизофосфолипидов под действием фосфолипаз. Ферменты, их отличия по молекулярным массам и субъединичному составу. Активация мембранной гуанилатциклазы через ионизированный кальций и оксидантные системы мембран.

    курсовая работа [713,8 K], добавлен 27.05.2010

  • Характеристика теоретических основ процесса гиперфильтрации - самой совершенной на сегодняшний день технологии, которая используется для очистки воды на молекулярном уровне без химических реагентов. Принцип работы мембран и аппаратов для обратного осмоса.

    реферат [1,8 M], добавлен 13.05.2012

  • Исследование методов электромембранной технологии: электродиализа и электролиза. Анализ освобождения коллоидных растворов от растворённых в них низкомолекулярных соединений при помощи полупроницаемой мембраны. Обзор морфологии и классификации мембран.

    реферат [418,7 K], добавлен 14.12.2011

  • Характеристика природных животных и растительных жиров. Кислоты как их составляющая, классификация, свойства, разновидности. Физические и химические свойства жиров. Химические формулы сложных липидов и строение биологических мембран, описание свойств.

    курсовая работа [423,3 K], добавлен 12.05.2009

  • Хімічні процеси, самоорганізація, еволюція хімічних систем. Молекулярно-генетичний рівень біологічних структур. Властивості хімічних елементів залежно від їхнього атомного номера. Еволюція поняття хімічної структури. Роль каталізатора в хімічному процесі.

    контрольная работа [27,1 K], добавлен 19.06.2010

  • Характеристика электронных зондовых микроскопов. Двухступенчатый метод получения тонких бездефектных мембран на основе палладия. Влияние гидрирования на перераспределение атомов легирующего вещества в процессе релаксации. Анализ толщин тонких пленок.

    дипломная работа [1,3 M], добавлен 25.05.2015

  • Взаимное влияние атомов и способы его передачи в органических молекулах. Роль ионизации в проявлении биологической активности. Фосфолипиды как структурные компоненты клеточных мембран. Стереохимия органических соединений. Реакции аминокислот, белки.

    курс лекций [1,8 M], добавлен 05.03.2013

  • Значение ионофоров в исследовании функционирования биологических мембран, их химическая природа и классификация. Стадии механизма переноса ионов. Препараты, функционально разобщающие окислительное фосфорилирование, их назначение и механизм действия.

    доклад [496,3 K], добавлен 16.12.2009

  • Липиды - сборная группа органических соединений. Простые и сложные липиды. Свойства мембран как надсистем регуляции клеточного метаболизма. Животные и растительные жиры, оптические и геометрические изомеры. Эфиры многоатомных спиртов с высшими кислотами.

    реферат [1,2 M], добавлен 31.10.2011

  • Выбор электрохимических систем и состава активных материалов твердоконтактных ПАВ-селективных сенсоров (природа электронных проводников, электродно-активных соединений, соотношение компонентов мембран). Электрохимические характеристики ПАВ-сенсоров.

    автореферат [28,5 K], добавлен 17.10.2009

  • Понятие и классификация липидов как сборной группы органических соединений, не имеющих единой химической характеристики, их типы и сравнительное описание: простые и сложные. Фосфолипиды как главные компоненты биологических мембран. Назначение гормонов.

    презентация [2,8 M], добавлен 04.02.2017

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.