Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Схема расположения бел- ка полосы 3 (показан в виде цилиндра) в плазматической мем- бране (задача 6-13). Белок полосы 3 А. По данным табл. 6-3 рассчитайте число молекул спектрина, белка полосы 3 и гликофорина на одну клетку. Исходите из того, что в 1 мл суспензии теней эритроцитов содержится 10'о клеток и 5 мг белка мембран. г Б. Рассчитайте долю поверхности плазматических мембран, занятую белком полосы 3.
Считайте, что молекула этого белка представля- з ет собой цилиндр с радиусом 3 нм и высотой 10 нм, ориентиро- а ванный в мембране, как показано на рис. 6-7. Общая поверхность эритроцита — 10' нм'. в в 6-14 Одна из труднейших проблем мембранологии — выявление связей между различными мембранными белками. Связи между спектри- У ном, анкирином, белком полосы 3 и актином, за счет которых возникает сетеподобная структура на цитоплазматической стороне ч мембраны эритропитов, изучали различными методами. Один из самых распространенных методов основан на использовании антител, специфичных к данным белкам. В этом случае инкубируют смесь двух белков и затем добавляют антитела, специфичные к одному из них.
Образующиеся при этом комплексы белок — анти- тело осаждают и анализируют. Результаты применения этого метода для смесей спектрина, анкирина, белка полосы 3 и актина суммированы в табл. 6-4. На основании данных таблицы сделайте заключение о связях между этими белками. Плаамагическая мембрана бб 40 мкм ть Суаьтрат яка что 1мг 6-15 Гую аля- гро- теть азой грирых юне н из нтиуют ные нтигого пгна язях аепи- жрнн Рис. 6-8. Схематическое изображе- ние поперечного сечения подвиж- ного фиброблаета, перемещаю- щегося в левую сторону (задача 6-15).
Стрелки внутри клетки пока- зывают зндопигоз липидов в соста- ве окаймленных ямок (маленькие кружки) и их последующее переме- щение к передней части клетки для встраивания в мембрану. Постоян- ное включение новых мембранных участков в передней части клетки создает в плазматической мембране поток, навравленпый к хвостовой части клетки.
Плазматические мембраны клетки — не статические структуры В подвижных клетках, например культивируемых фибробластах, новые участки липидного бислоя обычно добавляются к плазматической мембране путем экзоцнтоза в том конце клетки, который находится впереди по ходу движения, тогда как старые участки липидного бислоя изымаются путем эндоцитоза почти по всей клеточной поверхности (рис. 6-8). Этот процесс создает направленный поток липидов от передней границы клетки со скоростью около 1 мкм в минуту.
Белки, распределение которых в мембране продолжает быть случайньпм, должны достаточно быстро диффундировать, чтобы противостоять такому потоку, иначе онн соберутся в хвостовой части клетки. Оценки скорости диффузии белков в плазматической мембране дают величину от 10 а до 10 'о смз(с при 37'С. Достаточны ли такие скорости диффузии для поддержания равномерного распределения белков в мембране? Белок можно считать равномерно распределенным, если отношение его концентраций в двух достаточно удаленных друг от друга точках поверхности близко к 1; если же оно гораздо ниже 1, то молекулы белков распределены по поверхности мембраны неслучайным образом.
Уравнение, связывающее скорость мембранного потока и скорость диффузии белков с их концентрациями в двух точках на поверхности клетки, записывается следующим образом: А — <ге /ьз в где С„ и Св-концентрации белка в точках А и В на поверхности клетки (рнс, 6-8); г -скорость мембранного потока; Б †расстоян между точками А и В вдоль направления этого потока и Р†коэффициент диффузии мембранных белков. А.
Используя это уравнение, определите, какая из измеренных для мембранных белков скоростей диффузии (10 ', 10 в нли 10 'о см'(с) достаточна для сохранения их равномерного распределения в плазматической мембране. Б. К чему приведет снижение скорости диффузии мембранного белка, вызванное обьеднненнем молекул в большие агрегаты за счет перекрестного взаимодействия со специфичными антителами? Мембранные углеводы (МБК 6.3) 6-16 Заполните пропуски в следующих утверждениях. А. На поверхности клеток эукариот имеются три вида молекул, содержащих углеводы: и Б. Олигосахариды, взаимодействующие с мембранными белками, присоединяются к остаткам аспарагина ( олигосаха- 68 Глава 6 риды) либо к остаткам серила или треонина ( сахариды). олиго- В.
Белки, которые узнают определенные остатки сахаров, называют- ся 6-17 Укажите, какие из следующих утверждений правильные, а ка- кие-нет. Если утверждение неверно, объясните почему. Большая часть белков, размещаю~цихся на поверхности клетки, связана с сахарами, тогда как менее 10% липидов в наружной части бислоя большинства плазматнческих мембран представлены гликолипидами. В молекулах гликолипидов имеется только одна боковая олиго- сахаридная цепь, а в молекулах гликопротеинов нх обычно больше. В молекулах протеогликанов белка содержится больше, чем угле- водов, тогда как в гликопротеинах содержится больше углеводов, чем белка.
Хотя большинство протеогликанов относятся к веществу вне- клеточного матрикса, существуют также интегральные мембран- ные протеогликаны. В плазматической мембране все углеводы обращены кнаружи от поверхности клетки, а все углеводы внутренних мембран обраще- ны к цитоплазме. Молекулы углевода, образующего гликокаликс, всегда прикрепле- ны к гликопротеинам н протеогликанам, относящимся к инте- гральным мембранным белкам.
В. Г. Предположим, что вы изучаете связывание белков с внутренней поверхностью плазматической мембраны культивируемых клеток нейробластомы. Вы нашли метод, который позволяет получать из плазматической мембраны вывернутые наизнанку пузырьки (везикулы). Однако в ваших препаратах везикул есть, к сожалению, в том или ином количестве примесь правильно замкнутых везикул. Что бы вы ни делали, избежать этого не удается.
Ваш коллега предложил подвергнуть полученные везикулы аффинной хроматографии, пропустив их через колонку, приготовленную из гранул, к которым присоединены лектины. В чем смысл этого предложения? Цитохалазин В- антибиотик, который часто используют как ингибитор клеточной подвижности, обеспечиваемой актином,— служит также мощным конкурентным ннгибитором поглощения В-глюкозы клетками млекопитающих.
Когда тени эритроцитов инкубируют с цитохалазином В, меченным 'Н, а затем облучают ультрафиолетовым светом, происходит связывание цитохалазина с переносчиком глюкозы за счет поперечных сшнвок. Если в среде имеется избыток ЬУ-глюкозы, то меченый цитохалазин не взаимодействует с переносчиком. Однако избыток в среде Ь-глюкозы (которая не переносится через мембрану) не влияет на связывание. Если мембранные белки из меченых теней разделить при помощи гель-электрофореза в полиакриламидном геле с ДСН, то переносчик выявляется в виде размытой радиоактивной полосы в диапазоне молекулярных масс от 45000 до 70000 Да.
Если меченые тени до проведения электрофореза обработать ферментом, отщепляющим связанные сахара, то эта размытая полоса исчезает и вместо Г. Богатый углеводами слой на поверхности большинства клеток эукарнот называется или Плазматическэя мембрана 67 нее наблюдается гораздо более четкая полоса в положении 46000 Да. А. Почему именно П-глюкоза, а не 1:глюкоза препятствует образованию поперечных сшивок между молекулами цитохалазина и переносчиком глюкозы? Б. Почему переносчик глюкозы представлен на электрофоретрамме в виде размытой полосы? го- ок са- Транспорт через мембрану малых молекул (МБК б.4) (И, ой о- но теэв, от яе- ве- ге- ~ей ок из ю, 'гл.
:га го>а:д- ит ю)у)а:де юзы че. ~е- ю- гя- то 6-20 Заполните пропуски в следуюшнх утверждениях. А. Чтобы небольшие полярные молекулы, например сахара, аминокислоты, а также ионы могли проходить через мембрану клетки„ необходимы особые белки, называемые белками, которые осуществляют их перенос. Б. Есть два больших класса мембранных транспортных белков: белки- , которые специфически связываются с веществами, содержащимися в среде, и изменяют свою конформацию, чтобы перенести эти вещества через мембрану; и белки- , образуюшие в мембране заполненные водой поры, через которые определенные вешества могут пересекать мембрану по электрохимическому градиенту.
В. Поступление веществ в клетку регулируется двумя основными транспортными процессами; транспортом, не требующим затрат энергии, и транспортом, при котором отдельные растворенные вешества проходят через мембрану против градиента концентрации. Г. Градиент концентрации ионов вещества и мембранный потенциал составляют градиент этого вещества. Д.
Поступление сахаров в клетки кишечника осушествляется путем ионов натрия с молекулами этих сахаров. Е. Белок полосы 3 эритроцитов человека, который служит переносчиком , осушествляет сопряжение транспорта ионов С1 в одном направлении с транспортом ионов НСО, в другом направлении. Он является хорошим примером переносчика, действующего по принципу Ж.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
