Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 20
Текст из файла (страница 20)
6-14. Поглощение ПХ было пропорциональным длительности инкубации и концентрации вещества, составляя 1 пмоль(ч при концентрации ПХ 20 мкМ (рис. 6-14, А). Поглощение ФРЭ клетками вначале было линейным, а при больших концентрациях в среде достигало плато (рис. 6-14, Ь). Е. ПОГЛОЩЕНИЕ ФАКТОРА РОСТА ЭПИДЕРМИСА $ ~ ' Го З м «» й-, 2 о ц с о о21 0 20 40 00 80 Концентрации ФРЭ а ареае, нМ Ряс. 6-14. Поглощение клеткой перохсалазы хрена (ПХ) и фактора роста эпидермиса (ФРЭ) р зависимости от их концентрации в среде (задача 6-35).
Б. Рассчитайте количество рецепторов на поверхности клетки. В. Рассчитайте, сколько молекул ПХ захватывается каждым эндо- цитозным пузырьком (с радиусом 20 нм), если содержание ПХ в среде составляет 1 мт/мл (молекулярная масса 40000). (Объем шара равен 4/Зягз). Г. Ученые, проделавшие описанные выше эксперименты, писали «Эти расчеты ясно показывают, как клетки могут путем эндо- цитоза поглощать ФРЭ практически без примесей, за исключением ничтожных количеств внеклеточной жидкости».
Объясните, что они имели в виду. А. Объясните, почему формы кривых на рис. 6-14 для ФРЭ и ПХ различаются? Преобразование энергии: митохондрии и хлоропласты Митохондрии 1МБК 7.1) 7-1 Заполните пропуски в следуюших утверждениях. А. Внутренняя и наружная мембраны митохондрий разделяют два митохондриальных компартмента: внутреннюю область -и гораздо более узкое Б.
мембрана митохондрий напоминает сито, проницаемое для любых молекул, в том числе для небольших белков с молекулярной массой менее 10000 Да. В. Ферменты погружены в мембрану митохондрий; они необходимы для процесса окислительного фосфорилирования, в результате которого образуется большая часть АТР в животных клетках. Г. Внутренняя мембрана обычно складчатая; она образует ряд перегородок, называемых , за счет которых поверхность внутренней мембраны существенно увеличивается. д. , которые построены из трех молекул жирных кислот, соединенных эфирными связями с глицеролом, не несут заряда и фактически нерастворимы в воде; в цитозоле они сливаются в отдельные капельки, Е. Крупный разветвленный полимер глюкозы, который присутствует в цитоплазме в виде гранул, известен под названием Ж.
В обычно окисляется около 2/3 обшего количества окисляемых в клетках углеродсодержащих вешеств; основными конечными продуктами при этом являются СО, и МАРН. 3. При переносе электронов от молекул МАРН и ЕАРН, на кислород освобождается большое количество энергии, которая используется для превращения АРР и неорганического фосфата в АТР в процессе И. Энергия, освобождающаяся при переносе электронов по дыхательной цепи, запасается в форме на внутренней митохондриальной мембране. К. Поток электронов через внутреннюю мембрану генерирует градиент рН и мембранный потенциал, которые вместе создают силу.
Л. синтезирует АТР из АРР и неорганического фосфата в матрнксе митохондрии в реакции, сопряженной с транспортом протонов внутрь митохондрий. 7-2 Укажите, какие из следующих утверждений правильные, а какие — нет. Если утверждение неверно, объясните почему. А. Благодаря многим специализированным транспортным белкам, имеющимся во внутренней и наружной мембранах, межмембранное пространство и пространство матрикса по содержанию низко- молекулярных соединений химически эквивалентны цитозолю. 72 Глава 7 Количество крист в митохондриях клеток сердечной мышцы втрое больше, чем в митохондриях клеток печени, что, по-видимому, отражает большую потребность клеток сердца в АТР.
Чтобы обеспечить непрерывное получение энергии за счет окислнтельного метаболизма, животные клетки хранят «горючее» в форме жирных кислот и глюкозы. Наиболее важный вклад цикла лимонной кислоты в метаболизм заключается в извлечении высокоэнергетических электронов при окислении двух углеродных атомов ацетильной группы до СО,. Энергия, выделяющаяся при транспорте электронов по дыхательной цепи во внутренней мембране митохондрий, используется для перекачнвания протонов через мембрану из межмембранного пространства в матрнкс. Каждый последуюший комплекс дыхательных ферментов в цепи переноса электронов обладает большим сродством к электронам, чем предыдуший; электроны последовательно переходят от одного комплекса к другому, пока в конечном итоге не достигнут кислорода, который обладает наибольшим по сравнению со всеми комплексами сродством к электронам.
Как правило, протондвижущая сила во внутренней мембране дышащей митохондрии почти на три четверти обусловлена мембранным потенциалом. Расположение АТР-синтетазы во внутренней мембране митохондрии таково, что АТР образуется в межмембранном пространстве; отсюда АТР диффундирует в цитозоль через поры в наружной мембране. Полное изменение энтропии в результате какой-либо химической реакции выражается в изменении свободной энергии, сопровождаюшем эту реакцию: чем больше увеличение свободной энергия (когда Ьб становится большой положительной величиной), тем легче идет данная реакция.
Значительная эффективность клеточного дыхания обусловлена главным образом большим числом образуюшихся в процессе окисления промежуточных продуктов (интермедиатов), благодаря чему огромное количество свободной энергии, освобождаюшейся при окислении, дробится на небольшие порции. й вь че аз В. Г. Е. В 1904 г. Франц Кноп впервые успешно применил меченые соединения для изучения путей метаболизма. Он добавлял в корм собакам жирные кислоты, меченные терминальным бензольным кольцом, и анализировал выделение производных бепзола с мочой. Всякий раз, когда жирная кислота содержала четное число атомов углерода, выделялась фенилуксусная кислота (рис.
7-1, А). Если в молекуле жирной кислоты было нечетное число атомов углерода, то выделялась бензойная кислота (рис. 7-1, Ь). (В действительности в обоих экспериментах выделяемые соединения были этерифицированы сахаром, что повышало их растворимос~ь, не влияя на метаболизм жирных кислот.) На основании своих опытов Кноп сделал вывод, что окисление жирных кислот до СОз и Н,О включает отщепление двууглеродных фрагментов от карбоксильного конца углеводородной цепи. Можете ли вы объяснить, почему Кноп сделал вывод о том, что отделялись двууглеродные фрагменты, а не фрагменты с другим числом атомов С, и что отшепленне происходило с карбоксильного конца, а не с противоположного? 7-3 7-4 В 1937 г.
Ханс Кребс объяснил функционирование цикла лимонной Ряс. 7-1. Добавляемые в корм и выделяемые соединении в случаях четного (А) я нечетного (Б) числа атомов углерода в цепи жирной кислоты (задачв 7-3). >ОС 4)', 1И>р. О Нз — С Феннлуксуснал кислота О зм ри г. 1Ь- ля го пи >М, го ю- ЧИ не на >иве„. ой ой !а- ся Время, мцв Поуребдеаце кислорода, ммодь 30 60 90 150 29 47 5! 53 3! 68 Х7 93 2 2! 36 40 ие ли. го м ь- >й И>м 1М опо !). зв йия зн Преобразование энергии: митохондрии и хлоролластм 73 д Добавляемое / ~~ ср о в корм соединение Цепь из 8 атомов углерода О Б Добавляемое тт ср О в корм ° х снз-сиз-сиз-сиз-сиз-снз-с соединение — Цепь из 7 атомов углерода О туут хх о Выделяемое тг' ~ ер С Бензояная «исппта — О кислоты, подробно изучив окисление углеродсодержаших веществ в препаратах измельченных летательных мыпш голубя. (В таких препаратах содержится много митохондрий, однако в то время функция последних была еше неизвестна.) Поглощение О, и выделение СО, Кребс определял с помощью манометра, который позволял следить за изменениями объема газовой фазы в замкнутой системе при пас~олиных давлении и температуре.
Для определения концентраций ключевых метаболитов были использованы стандартные химические методы (радиоизотопных методов тогда еше не существовало). В одной серии опытов Кребс измерял скорость поглощения О, при окислении эндогенных углеводов в присутствии или в отсутствие цитрата.
Как видно из табл. 7-1, добавление неболыпих количеств цитрата приводило к значительному увеличению поглощения кислорода. До этого Сент-Дьерди (1925 г.), а также Стар и Бауман (! 936 г.) показали, что фумарат, оксалоацетат и сукцинат тоже стимулируют дыхание в экстрактах грудных мышц голубя. Таблица 7-1. Дыхание в препарате измельченной грудной мьщщы голубя в лря- сутствяи и в отсутствие цитрата (залача 7-4) В отсутствие 3 ммоль цатрвта Разность цотрвтя Когда к измельченным мышцам добавляли метаболические яды, например арссннт или малонат (механизмы действия которых не были еше известны), получаемые результаты зависели от вида яда.
В присутствии арсенита 5,5 ммоль цитрата превращались в почти 5,5 ммоль а-кетоглутарата. В присутствии малоната происходило эквивалентное превращение цнтрата в сукцинат. 74 Глава 7 В последнем случае потребление О, составляло приблизительно 5 ммоль кислорода сверх фонового поглощения (в отсутствие цнтрата), что вдвое превышало потребление кислорода в присутствии арсенита. И наконец, Кребс показал, что измельченные мышцы действительно синтезировали лимонную кислоту, если была добавлена щавелевоуксусная кислота и в среде полностью отсутствовал кислород.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
