Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 203
Текст из файла (страница 203)
При наблк>денни сперматозоида при помощи иммунофлуоресцентной микроскопии с набором антител, каждое нз которых реагирует с определенной молекулой на поверхности, видно, что плазматическая мембрана состоит из по крайней мере трех различных доменов (рис. 10.3((). Некоторые мембранные молекулы могут свободно диффундировать в пределах своего домена. Молекулярная природа «забора», не позволяющего молекулам покидать домен, неизвестна.
Другие клетки также обладают сходными мембранными «заборами», которые ограничивают диффузию мембранных белков определенным доменом. Плазматическая мембрана нервных клеток, например, содержит домен, включающий .10;2.Мембранныебелки .999 а) е) г) Рис. 10З9. Четыре способа ограничения латеральной подвижности определенных белков плазматической мембраны. а) Белки могут самоорганизовываться в крупные агрегаты (как бактериорсдопсин в пурпурньж мембранах Ноlобастеггигп); они могут фиксироваться за счет взаимодействий с ансамблями макромолекул (б) вне или (е) внутри клетки; или они могут взаимодействовать с белками на поверхности другой клетки. форма красных клеток крови (рис.
10А0) объясняется взаимодействиями белков их плазматической мембраны с нижележащим гзипзоскелеглом, которьй большей частью состоит из сети фибриллярного белка спектрина. Спектрин представляет собюй длинный, тонкий, гибкий стержень длиной около 100 нм. Он является принципиальным компонентом цитоскелета зритроцитов и поддерживает структур ную целостность и форму плазматической мембраны — единствешюй мембраны красной клетки, поскольку она не обладает ядром илн другими органеллами. Спсктриновый цитоскелет прикреплен к мембране различными мембранными белками. В результате формируется легко деформируемая сеть, покрывающая всю цитоплазматическую поверхность мембраны зритроцита (рис. 10.41). Спектри 5 мкм Рис.
10.40. Микрофотография человеческих эритроцитов, полученная при помощи сканирующего электронного микроскопа. Клетки имеют двояковогнутую форму и лишены ядра н каких-либо других органелл, (С любезного разрешения Вегпадеие Сьа)йеу.) 102. Мембранные белки 997 турио гомологичные спектрину белки и другие компоненты цитоскелета красных кровяных телец. Мы обсудим кортикальный цитоскелет ядерных клеток и его взаимодействие с плазматической мембраной в главе 16.
Кортикальная сеть цитоскелета, лежащая под плазматической мембраной. ограничивает диффузию не только тех белков, которые напрямую с ней связаны. Поскольку филаменглы г(илгоскелета часто располагаются очень близко к цито плазматической поверхности мембраны, они способны создавать механические барьеры, мешающие свободной диффузии мембранных белков.
Эти барьеры раз деляют мембрану на мгсченькие домены, или коррали трис. 10А2), которые могут быть как постоянными, как в сперматозоиде (см. рис. 10.38), так и временными. Барьеры можно обнаружить при высокоскоростном отслеживании траектории отдельных мембранных белков. Белки быстро диффундируют, но только в пределах корралей; однако иногда тепловое движение заставляет кортикальные филаменты временно отойти от мембраны, и белок может перейти в соседнюю корраль. мембранный «скелет» и связанные с ним белки мембранные даманы начало онец тихи тОО нм а) трансмембранный белок Рис. 10.42. Образование в мембране корралей кортикальными филаментами цитоскелета. а) Предполагают, что таким образом цитоскелетные филаменты создают барьеры для диффузии, разделяющие мембрану на неболывие домены, или норрали.
б) Для слежения во времени за флуоресцентно мечеными белками использовали высокоскоростное отслеживание траекторий отдельных частиц. Траектория показывает, что мембранные белки диффундируют в пределах ограниченных мембранных доменов (показаны различными цветами траекторий) и очень редко проникают а соседние домены, (Адаптировано из А. Кцзкп! ет а(., Алли. Век Вгорьуз. Вюпюь 5тгист. 3Я: 351-378, 2005. С любезного разрешения Аппца! йеу(ешз.). Насколько трансмембранный белок ограничен корралем,:зависит от его взаи. модействий с другими белками и от размера его цитоплазматического домена; белкам с крупным цитоплазматическим доменом будет сложнее преодолеть барьер. Например, когда рецептор на поверхности клетки связывается с внеклсточной сигнальной молекулой, на цитоплазматическом домене рецептора выстраиваются крупные белковые комплексы, что не позволяет рецептору покинуть его корраль.
Считается, что образование корралей способствует концентрации активированных сигнальных комплексов, что увеличивает скорость и эффективность процессов сигнализации тем. главу 15). разрыв в липидном бислае Ж%)й))()гу()х)(66() 1444ььь144442~ замыкание при помощи гемимицелльных краев ч ь. 1г~~тгй~ф(узг~ ь 4ЙЯ2ЙЙ14 ууз(я„'ю~я.Ф з у(':.,;-', 11(з((згзч ~'-ъ. Йагучай|41|й' Ь Рис. С(10.1. Разорванный липидный бислой.
восстанавливающийся при помощи гипотетических «геми- мицелльных» краев (задача 10.4). 10.7. В классической статье исследовали поведение липидов в двух монослоях мембраны при помощи мечения отдельных молекул нитроксильными группами, которые представляют со(юй стабильные свободные радикалы (рис. О10.2). Эти спин меченые липиды могут быть зарегистрированы при помощи спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), метода, не повреждающего живые клетки. Спин меченые липиды вводят в нг(юльшие липидные везикулы, которые затем сливаются с клетками и переносят меченые липиды в плазматическую мембрану. Два спин меченых фосфолипида, показанных на рис. (.)10.2, ввели таким способом в интактную мембрану красной клетки крови человека.
Чтобы определить, равномерно ли они распределились по двум монослоям бислоя, в среду добавили аскорбиновую кислоту (витамин С), которая представляет собой водорастворимый восстановитель ный агент и разрушает все нитроксильные радикалы на поверхности клетки Сигнал ЭПР наблюдали во времени в присутствии и в отсутствие аскорбиновой кислоты, как показано на рис. (210.3, а и 6. А. Пренебрегая разницей в уменьшении сигнала ЭПР, объясните, почему фосфолипид 1 (рис. О10.3, и) быстрее реагирует с аскорбатом, чем фосфолипид 2 (рис.
О10.3, 6). Обратите внимание, что фосфолипид 1 достигает плато примерно через 15 минут, а фосфоли- О пид 2 — только через час. Б. (тобы исследовать разницу в уменьшении сиг Н М Н нала ЭПР двух фосфолипидов, эксперименты ироду н радикал блировали на «тенях» эритроцитов, которые повторно замкнуты для проникновения аскорбата (рис.
О10. 3, в и г). Замкнутые тени красных клеток крови лишены "'( у" цитоплазмы, но их плазматическая мембрана не на рушена. В этих экспериментах уменьшение сигнала ЭПР для обоих фосфолипидов пренебрежимо мало в отсутствие аскорбата и достигало плато при 50чь фосфолипид 1 в присутствии аскорбата. Как вы можете объяснить различия в уменьшении сигнала ЭПР в экспериментах с тенями эритроцитов (рис. (.)10.3, в и г) и нормаль ными красными клетками крови (рис. О10.3, а и 6)? фосфолипид 2 Рис. Ц10.2.
Структуры двух меченньж нитроксилом липидов (за дача 10.7). Нитроксильный радикал показан вверху, а место его прикрепления к фосфолипидам — внизу. )000. Часть)тт:. Внутренняя организация клетки в) ФОСФОЛИПИД 1 — 'ЭРИТРОЦИТЫ б) ФОСФОЛИПИД 2 — ЭРИТРОЦИТЫ -, аскорбвт 100 75 50 25 0 0 0 30 0 1О 20 30 10 20 в) ФОСФОЦИПИД 1, — ТЕНИ ЭРИТРОЦИТОВ г) ФОСФОЛИПИД 2 — ТЕНИ ЭРИТРОЦИТОВ 100 50 25 0 0 10 20 30 время,ч 10 20 30 время,ч Рис.Ш0.3.УменьшениеинтенсивностисигналаЭПРкакфункцииотвременивинтактныхкрасныхклетках крови и тенях эритроцитов в присутствии и в отсутствие аскорбата (эадача 10. 7). а и 6) Фосфолипиды 1 и 2 в интактных эритроцитах. в и г) Фосфолипиды 1 и 2 в тенях эритроцитов. В. Были ли фосфолипиды равномерно распределены по монослоям мембраны зри троцита? 10.8.
Мономерные однопроходные трансмембранные белки пересекают мембра ну в виде одной а спирали, которая обладает в области бислоя характерными свой ствами. Какая из приведенных ниже последовательностей из 20 аминокислот лучше всего подходит для формирования такого трансмембранного сегмента? Объясните свой выбор. (Смотри однобуквенные 07юзначения аминокислот в конце книги.) 10.9. Вы изучаете связывание белков с цитоплазматической поверхностью культивированных клеток нейробластомы и придумали метод, который дает хороший выход вывернутых наизнанку везикул плазматической мембраны.
К сожале пню, ваш образец загрязнен различными количествами нормальных везикул. Что У 1ОО в 75 о Ь 50 о к У 25 к 100 Й Е 75 8 л 50 Ъ 25 к 0 0 А 1 т ь1 х ГСЧмАСч 1 6 т1 ь ь 1 Я Б. 1 т Р 'Т х Г 6 Р м А 6 ч 1 6 т Р ь ь 1 Я В. 1 Т Е 1 Х Г 6 В М А 6 Ч 1 6 Т О Ь Ь 1 Я Литература 1001 бы вы ни пробовали, вам не удается избежать этой проблемы. Друг предлагает вам пропустить ваши везикулы через аффинную колонку, заполненную твердыми гранулами с лектином. В чем смысл предложения вашего друга? 10АО.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
