Ю.А. Овчинников - Биоорганическая химия (1128694), страница 91
Текст из файла (страница 91)
Прн деиствнн детер сигов ин вьшсленные препараты «летачнык м мбрвн проискоднт солюбнлизацне белков и лнпидов с образованном сме ванных мицсл грие. 2С!1. Р с шр Сс е бсня т 1 Ф Се" гпв л .л лш г С помощ ю разнообразнык методов фракционнронанин мембранньн белки е солюбилизированной форме могут бьиь разделены и очишень до нндиандуал ного состояния, Псследующее удаление де- ргентн в присутствии подходящих фссбшлипнцов позвслиет реконструировать в нскусатаенной ыембрвне ту илн иную функцию изучаемого белка. В таблице 23 прн де ы структурны форыулы п названия детергентов, наиболее часто использувмык ллк сслиби. лнзации и реконструкции мембран. В ивстовщее «ром» еыиеилсе еще одни аспект перспещнеисге применения мнцеллярных систем в мембранных исслецаавнинхг с помощью летергентоа акззэлосыюзмо ным достаточно «сраны моцелнроватьлипиднсе окружение мембраннык пептидсви белков.
Поскольку мицеллы занимают промежуточное шшоженне мелшу растворами н истинно мембранными снстемамн. то зто знвчителмю распмряет еозмол ности получена» тонкои структурной ннфорчацин с т к х бел ах с помощью современных сгмктральнмх методов. т блин зз Суру зурна б р улл нс сн, с( с( са-с(-х сн,он с сн — сн ) — он Дзкр . бпа в язв):мзуаа дл пимам (ия ° ( ннкзуукнп амбри ')'н О сн с Х рии (Хз. Зп. 1)п.*р» юд- рюнв-зб-июввз Рн*) ХЛЛС (3 [(3 х линни(бава)" л яювлвммлав(. дРл. ( у бпвз) 0( зя Гвю»юзяд (юкпа ().С- »ярмака] тр пюи Х-(Об -(3 ( . » па).
фк к азу р л вп пи я Лубра РХ (д вив нми б р папапюквлввл ) Бислои Ь олог ас с бр Ьнслай, ю|и бимолскуларныи липиднми слой„ представляст собой тсрмодинамичсски наиболсс «мгпднуш форму ассоциации ток лили? о, молоку и к т р н обнм обратонмкять ваде нсбольшис агрспгтм мнцеллярного типа. Во момност упа вки молекул в бислой, иак и случае мнцслл, опрсдслясгси прслда ссго соотношсннсм размеров полярнон и нсполнрнои частей могскулм ?рис. 292>.
пг и' и * я! В о (в. ~т?3]. н г ° от и Как пра во, бнс ои ле о формируется ипидами, у опзрык |маслин различия мсмду площвль, вани всмшз поляры и голоа ко, и попере ым сечсни м угяын д роди х целен Именно тако. соопзошенне раз ров «арактернп для большинст фщфолипн дов, ивляющихси сит ан ми «омпозюнзами бигзла *к ких мембран. В Ви к агрсгизчзва н е мпл. уя т п доа уло ен щ двух параллель ьщ м нослос», абра цен ьы друг к дрру саги и и щю фобными сторонам .
Полнриые групп . я пивных, от ул образу т соответ енн две и дрофильныс го ерх зт, отдсляющ е нутреннюю угпев дород ую фазу бислоя от дн н срещ Хлрактсрн р з а«л п доа, бразующнхбнс.оиныс.чру туры, н лястсн ис«лючи;е ьн нивках величина кричи есыти од н рации мицеллщбрщоввния ( 10 'Му Зтоознвчает. подоля неассоциироааин л п дных молекул, нвх а зц хси а рави с с бислосм. исклкмительно зала и грек ги ~ с и ь ипид нвх дю си состав» крупны наш искулярньх ойразаааний уу рукгура и орф лог,н зависят о сгюзно ен я л п а вола Значнче ьн й вклад .
~ед ние тало~о рота вод ю-л п диык истам аие В Луиц и. При низком соцержаиии воды (е случае фосфатилилхо ииа до 40,' оды по массе> водил-липидная система существует иде г шогсиной фазы, имеющей ламеллнрнсе (слоистое) строение. 0»» образа анв параллельно рвсположсннымн прг тяженными бислонми, отделенными друг от дрща водными прослойками (рис. 293! При дальнейшем у сличении сопержвнин оды системе стано итси двухфазной, состоящей из фрвпчентов максимально гнщнчироаан. ной ламеллнризй фазы в избытке оды.
Этн бчхпменты, получивис название липосомы (см. я~се), представляют собой замкнутые многослоиные мвк(юсгруктуры, которые состоят нз коицентри. чески» липидны бислоее. разделенных изолированными водными промежутками (рис 294). В опрсаелснных услоеияк могут быть получены также моноламеллярны липидиые пузырьки (или еезикули); них толшо один липидний бнслой отделяет нутрсннее водное содер» имое от окружающей среды. Возможность шыыкания бислоя самого нв себн с образшынием односло»нмк или много.
слоним» сзикулярных структур обсспсчиш тся го эластичностью н гибкостьих а движущей силан зтооз процесса является стреыление устранить з ергетически »сэнт днюй контакт »оды с гищюфобиыми областями нэ крвнк незамкнутою бислон. Толшина липилного бнслоя определнется прежде всего длиной у нор д и Ы и б ар рус пр"д л»* 4.-5 Она за исит так «сот наличия шюйных с»явен и боковых заместителей а цепи, т. е конечнпм счете от плотности упаковки лип»дню юлекул в Вислое. Присутствие углегюдородных цепах двойных связей в г(нг-конфигурации.
бо овы »стильных групп и дру.их заместителей нарушает плотность упвковки молекул н приводит к уменьшению тоашнны Висло». Внешним факторам, сильно влияющим иа степень упоряцочеиности липилною Висло». являетсн температура. В зависимости пт температуры лнпидный бнслой может нвкоднться в двух основных фазовых состояниях кристаллическом (или толевом) и жюжокристалличсском. Нередко зги состояния называют твердым и жндкимь. имен в виду, что физический смвюл перекодв мелщу ними заключается а плавлении или замораживании углеводпроднык цепей лнпидных молекул. Переход бислов из кристаллического а л ндкокристалличсское состояние (н обратно) происходит при строю определенной температуре, характерной для 666 даиносо липина и назнвасьюд те злературои ф зомзпз перехода — ел никин кристалл бз„у Вамную роль в изучении фазе ых Б оло ам * е бра - псрекпдоа в липндном С слое смерил Д Чспмсн Т б.«ч ?4 ~в та Ф а змп з з а Ф' Ф 3 в з лне нз зю б уманю,юи .
р» ли нюа', со юн Йонаса б 567 Ос ь (р ц одних с'ру ур Совр мс иые л(илстаалсии ех н ф э аык перекодо мс бреиа» основаны ив рассмотрении молекуг нрной полян «ность( компонентов бислоя, и про(кце всего поц и( иосси у(лсыюоролнь х ос(ми липициых моле у,. Наличн боны го числа ординарн х С С сннмй углснодород юй цепи позволнстси принимать разно. образные конформации за счет процесса гош-грз и омеризвции Однако вследствие близкогп ряс полонения сосслних цепей «бисяос. ор«пятствуююих сноыноюму ара цс( ию вокруг С .
С-свнзеи, не все конформации углеводородного скелета нвл «псн и змам ым . Поэт му тощ. р .из меризаци» п)ю с д т иде опрлл спим пом рота . с нык:(мента С С-оввз й В рсэул тате иа у(лев нн род юн цс и появ.(я тсн ряд з ибггя или излоо (кинков), а оторьп дна юы-ротамср р заелены оци м, д ум», тремя и т ц. линг ссгмен ам (р«(. 2У5). у аодарог(наа мень среднеи дл ны (16 15 у(леродн к том е) мо к ", содергкать до 5 гош р там ро . Йозникеюн(ис при это кепки постои о грирукт вдо ь цепи, что (инолит к появлению а биолог дефакто у(иконки липидиых молекул. Анвло ичное алинннс на упа пеку оказывают цис-эзи,еноаые с язи.присутствие кот (нях пр юдит образом нию постоянного ки .
а а углсно).орели и осли 6 огю» брв и )от Ф:э х! а струит>ру Висло», вызывая уко(ю ение цепки и у сличение расстояния мел ду отдельнымн липидными молекулами. Результатом этого «иляется уменьшение толшины Висло». сопромзждаюшсес» его лат ра н м расти'кением (рнс 290). Например,появление 2 «инков в кагкдои ацилыюй цепи фосфплипидной молекулы уменьшает тоягцииу бислоя иа 0,7 нм и увсличиавегплашвдг прикодишуюси на одну молекулу, примерно н» 0,22 нм* Таким образом.
вследствие возрастания подвижнгюти углеаомзрош7ых пеней при температур»х емвю шмпсрвтуры фазового шрехшш липишгый бисяой становится мсн«упорядоченным н переводите» изтвердообразнош гелсога состоя«и» в:кидкоподобное, текуч е с стон»не. и котором дальний поридок в распожикснии липиднмх молекул отсутствует, а угле» дороднмс цепи совершают хаотические двигкения аокр>г ординарнык С в б-с язей. В плоскосчн липндиого бисло» распределение лип«вник молекул мо7кет бы ь неоднородным з» исимости от спет»за липидгю, условий окружающей среды и действия различнмк мембранотроп.
нь х агентов. Вв» ный аспект гегсрогснности липндов в биьлос состоит в том. что Перераспределение липидных молекул межа> различными доменами подразумевает н» способность к легкой миграции вдаль поверкнпсти бислоя илн. инымн словами, способность к так назывшмой лвтеральной диффузии В 7кидкокрисзвлличсском спеша»ни бислпи скорость латералыюй диффузии липидиык моле «ул очень высока. Коэффициент катаральной диффузии липидо» лежит в предела к 1О з- Н) 'см ° с '. Это означает, что зв ! с фосОюлипициая молекула совершает от 1000 да 100 000 скачков с раз.
мером шага, ра иым сс поперечинку ( 1 им). Скарасть лвтераль- Т, Т, А-К ЫВ»7 ЕР л В » гяг 1-л е во«му Г 7 " Уг ПРИ тсМПСРатУРС ИИЛГЕ Ги УШ7ЕВОДОРОДНЬЕ Цсдн Лнниадмх О- лскул имеют аксимально емтянутую трансонлную конформацию и иаходятси в состоянии наиболее плотнои упаковки Подвижность ш:пей в толевой фазе бнслои очень ограничена, и они претерпешюг лишь слабые торсионныс колебании.
Плавлсиие у леводородимх ценен ао арсм» фаз«»юг пере«ояа сопровомдастс» резким уснлемисм ик вращательной и «олсбвтелььои подвижности за счет повышения вероятност гош-тра к-изомеризации и, квк следствие этого, возник»овеян» «нинов в цепах. Такие к г«н оздеиствуют ив Лнм" С РУ тп 7эыс щ~ гщд м г. вд щ т (гзм, то активных аещсст и лр. В результате саста липицов на нару» нои стороне бислоя может быть иным, чем на внугренней. Это явление, известное впд названием «топо»о~пиеской асимметрии липндо действительно имеет место в случае везикулярных липидных мсмб. Ран. факторы, влияющие на траисмембранное распределение липиднык компонентов, «се«ма разнообразны, н изучение ик в лип«дню» бис»о«к способст уст пониманию меканнзмоа формирования топологическн аснммссрнчных бнологичщкик мембран ной диффузии ипидных молекул резко па»лет при переходе Висло» нз жидкокристаллического а и:левее состояние.
В птличис от латерал иой диффузии. мнсрапик липидо с одной стороны бнс оя на другую обычно происходит чрезвычаиио медленно. Этот процесс получил литературе название флип-флоп» (рис. 297). Скорость латерэльнои диффузии н фл и-флопа липидзв была впервые измерена Р Д. Корнбсргом и П М. Мвк-Коинелом в !97Г г. Полуперноц флип-флп м составляет величины пори»к нес«о» «их часов или цагкс дней,т. е, фесфолнпидной гол«куле длн пересечсни» бислоя толщиной в 4 -5 нм понадобится целый день, тогда «вк «оде лвтеральной диффузии она преодожэасг зго расстояние зв 2,5 мкс Причина исключительно медленною флип.флака заключа с его энергюической невыгодности, так как требуется перенести полярную головку фосфолипиднои молекулы через гидрофобную область бислоя. Однако а ряде слу ве скс рость флнп-флопа может значительно возрастать под действием ряда фактороц тахик, кв«необычная структур» лили»а, нсустпйчи вое фазоаос состояние бислоя или присугстаие «нем молекуж облегчающнк перенос полярной голонки линидной молекулы через гидрофобную среду.
С тринсмембраиной митр»циси ипилов тесно свята аощюс б рэ Ред дуду р а мб« . В,мзу нсвт э»мыка»и» бислоя в кезикуляриые гтруктуры обе его поверкности становится игл«логически нскквивалентными: наружная поверхность бислоя э таких структурах «о«тактирует с округкмсшим «одным раствором, а в«у~епкин ограничииаст собственный «одиый обьем аезикул.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
