Часть 3 (1129751), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Как вы думаете, почему?Рис. Q1.1. Микроворсинки эпителиальных клеток кишечника в продольном и поперечном срезах(задача 11.7). (Левый рисунок, с любезного разрешения Rippel Electron Microscope Facility, DartmouthCollege; Правый рисунок, с любезного разрешения David Burgess.)1184Часть IV. Внутренняя организация клетки11.9. Модель «шарика на нитке» быстрой инактивации потенциал-зависимыхK+-каналов изящно подтверждена на примере «трясущихся» (shaker) K+-каналовDrosophila melanogaster. (Название shaker произошло от мутанта Drosophila по этому гену, характеризующегося повышенной возбудимостью — даже под анестезиеймушки продолжают дергаться.) Делеция N-концевых аминокислот нормальногоshaker-канала приводит к тому, что канал открывается в ответ на деполяризациюмембраны, но не закрывается, как нормальный канал.
Пептид (MAAVAGLYGLGEDRQHRKKQ), соответствующий удаленному N-концу, может инактивироватьоткрытый канал при концентрации 100 мкМ.Соответствует ли концентрация пептида (100 мкМ), необходимая для инактивации дефектного K+-канала, нормальной локальной концентрации связанного«шарика» нормального канала? Предположите, что связанный «шарик» способенобогнуть полусферу [объем = (2/3)pr3] радиуса 21,4 нм, что соответствует длинеполипептидной «нити» (рис. Q11.2). Рассчитайте концентрацию «шарика» в полусфере.
Как полученное вами значение соотносится с необходимой для инактивацииканала концентрацией свободного пептида?Рис. Q11.2. «Шарик», связанный «нитью» с потенциал-зависимым K+-каналом (задача 11.9).11.10. Гигантский аксон кальмара занимает особое место в истории нашего понимания мембранных потенциалов клетки и работы нейронов. Когда в интактныйгигантский аксон вставляется электрод, регистрируемый им мембранный потенциалравен –70 мВ. При стимуляции аксона, вымоченного в морской воде, и проведенииим нервного импульса потенциал быстро меняется с –70 мВ до +40 мВ.Для одновалентных ионов при 20° C (293 К) уравнение Нернста упрощается доV = 58 мВ × lg (Co/Ci),где Co и Ci – внешняя и внутренняя концентрации иона соответственно.При помощи данного уравнения рассчитайте потенциал покоя мембраны, предполагая, что (1) он зависит только от K+, и (2) он зависит только от Na+. (Концентрации Na+ и K+ в цитоплазме аксона и морской воде приведены в таблице Q11.1.)Какое из полученных вами значений ближе к измеренному потенциалу покоя? Какоеближе к измеренному потенциалу действия? Объясните, почему такие допущенияпозволяют получить приблизительные потенциалы покоя и действия.Таблица Q11.1.
Ионный состав морской воды и цитоплазмы гигантского аксона кальмара (задача 11.10)ИОНNa+K+ЦИТОПЛАЗМА65 мМ344 мММОРСКАЯ ВОДА430 мМ9 мМГлава 11. Мембранный транспорт малых молекул 1185Список литературыОбщийMartonosi A. N. (ed.) (1985) The enzymes of Biological membranes, vol. 3:Membrane transport. 2nd edn. New York: Penum Press.Stein W. D.
(1990) Channels, carriers and pumps: An introduction to membranetransport. San Diego: Academic Press.Принципы мембранного транспортаAl-Awqati Q. (1999) One hundred years of membrane permeability: does Overtonstill rule? Nature Cell Вiol. 1: E201–E202.Forrest L. R. & Sansom M. S. (2000) Membrane simulations: bigger and better?Curr. Opin. Struct. Biol. 10: 174–181.Gouaux E. and MacKinnon R. (2005) Principles of selective ion transport inchannels and pumps.
Science 310: 1461–1465.Mitchell P. (1977) Vectorial chemiosmotic processes. Annu. Rev. Biochem. 46:996–1005.Tanford С. (1983) Mechanism of free energy coupling in active transport. Annu.Rev. Biochem. 52: 379–409.Белки-переносчикиAimers W. & Stirling С. (1984) Distribution of transport proteins over animalcell membranes. J. Membr.
Biol. 77: 169–186.Baldwin S. A. & Henderson P. J. (1989) Homologies between sugar transportersfrom eukaryotes and prokaryotes. Annu. Rev. Physiol. 51: 459–471.Borst P. & Elferink R. O. (2002) Mammalian ABC transporters in health anddisease. Annu. Rev. Biochem. 71: 537–592.Carafoli E. & Brini M. (2000) Calcium pumps: structural basis for and mechanismof calcium transmembrane transport.
Curr. Opin. Chem. Biol. 4: 152–161.Dean M., Rzhetsky A. et al. (2001) The human ATP-binding cassette (ABC)transporter superfamily. Genome Res. 11: 1156–1166.Doige C. A. & Ames G. F. (1993) ATP-dependent transport systems in bacteria andhumans: relevance to cystic fibrosis and multidrug resistance.
Annu. Rev. Microbiol.47: 291–319.Gadsby D. C., Vergani P. & Csanady L. (2006) The ABC protein turned chloridechannel whose failure causes cystic fibrosis. Nature 440: 477–83.Higgins C. F. (2007) Multiple molecular mechanisms for multidrug resistancetransporters. Nature 446: 749–57.Kaback H. R., Sahin-Toth M. et al. (2001) The kamikaze approach to membranetransport. Nature Rev. Mol. Cell Biol. 2: 610–620.Kühlbrandt W. (2004) Biology, structure and mechanism of P-type ATPases.Nature Rev. Mol. Cell Вiol. 5: 282–295.Lodish H. F.
(1986) Anion-exchange and glucose transport proteins: structure,function, and distribution. Harvey Lect. 82: 19–46.Pedersen P. L. & Carafoli E (1987) Ion motive ATPases. 1. Ubiquity, properties,and significance to cell function. Trends Biochem. Sci. 12: 146–150.Romero M. F. & Boron W. F.
(1999) Electrogenic Na+/HCO3- cotransporters:cloning and physiology. Annu. Rev. Physiol. 61: 699–723.1186Часть IV. Внутренняя организация клеткиSaier M. H., Jr. (2000) Vectorial metabolism and the evolution of transportsystems. J. Bacteriol. 182: 5029–5035.Scarborough G. A. (2003) Rethinking the P-type ATPase problem. Trends Biochem.Sci. 28: 581–584.Stein W. D. (2002) Cell volume homeostasis: ionic and nonionic mechanisms. Thesodium pump in the emergence of animal cells. Int. Rev. Cytol. 215: 231–258.Ионные каналы и электрические свойства мембранArmstrong С. (1998) The vision of the pore.
Science 280: 56–57.Choe S. (2002) Potassium channel structures. Nature Rev. Neurosci. 3: 115–21.Choe S., Kreusch A. & Pfaffinger P. J. (1999) Towards the three-dimensionalstructure of voltage-gated potassium channels. Trends Biochem. Sci. 24: 345–349.Franks N. P. & Lieb W. R. (1994) Molecular and cellular mechanisms of generalanaesthesia.
Nature 367: 607–614.Greengard P. (2001) The neurobiology of slow synaptic transmission. Science294: 1024–30.Hille В. (2001) Ionic Channels of Excitable Membranes, 3rd ed. Sunderland,MA: Sinauer.Hucho F., Tsetlin V. I. & Machold J. (1996) The emerging three-dimensionalstructure of a receptor. The nicotinic acetylcholine receptor. Eur. J.
Biochem. 239:539–557.Hodgkin A. L. & Huxley A. F. (1952) A quantitative description of membranecurrent and its application to conduction and excitation in nerve. J. Physiol. 117:500–544.Hodgkin A. L. & Huxley A. F. (1952) Currents carried by sodium and potassiumions through the membrane of the giant axon of Loligo. J. Physiol. 116: 449–472.Jessell T. M. & Kandel E. R. (1993) Synaptic transmission: a bidirectional andself-modifiable form of cell-cell communication.
Cell 72[Suppl]: 1–30.Kandel E. R., Schwartz J. H. & Jessell T. M. (2000) Principles of Neural Science,4th ed. New York: McGraw-Hill.Karlin A. (2002) Emerging structure of the nicotinic acetylcholine receptors.Nature Rev. Neurosci. 3: 102–114.Katz В. (1966) Nerve, Muscle and Synapse. New York: McGraw-Hill.King L. S., Kozono D. & Agre P. (2004) From structure to disease: the evolvingtale of aquaporin biology.
Nature Rev. Mol. Cell Biol. 5: 687–698.MacKinnon R. (2003) Potassium channels. FEBS Lett. 555: 62–65.Malenka R. C. & Nicoll R. A. (1999) Long-term potentiation—a decade of progress?Science 285: 1870–1874.Moss S. J. & Smart T. G (2001) Constructing inhibitory synapses. Nature Rev.Neurosci.
2: 240–250.Neher E. and Sakmann В. (1992) The patch clamp technique. Sci. Am. 266:44–51.Nicholls J. G., Fuchs P. A., Martin A. R. & Wallace B. G. (2000) From Neuronto Brain, 4th ed. Sunderland, MA: Sinauer.Numa S. (1987) A molecular view of neurotransmitter receptors and ionic channels.Harvey Lect. 83: 121–165.Scannevin R. H. & Huganir R. L. (2000) Postsynaptic organization and regulationof excitatory synapses. Nature Rev. Neurosci. 1: 133–141.Глава 11.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
