Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Артюхов В.Г. -> "Биологические мембраны: структурная организация, функции, модификация физико-химическими агентами" -> 31

Биологические мембраны: структурная организация, функции, модификация физико-химическими агентами - Артюхов В.Г.

Артюхов В.Г., Наквасина М.А. Биологические мембраны: структурная организация, функции, модификация физико-химическими агентами — Воронеж, 2000. — 296 c.
ISBN 5-7455-1162-1
Скачать (прямая ссылка): biologicheskiemembrani2000.pdf
Предыдущая << 1 .. 25 26 27 28 29 30 < 31 > 32 33 34 35 36 37 .. 113 >> Следующая

В противоположность ионам калия ионы натрия активируют лишь синтез липидов и являются ингибиторами многих клеточных реакций. Кроме того, одновалентные катионы участвуют в регулировании осмотического баланса организма, а также модифицируют конформационное состояние молекул белков и нуклеиновых кислот.
Важную роль в жизнедеятельности клетки играют двухвалентные катионы Са2+ и Mg2+.
Ионы кальция представляют собой единственный универсальный вторичный мессенджер животных и растительных клеток. Различают три состояния кальция в клетке:
— Са2+, локализованный внутри клеточных органелл (эндо-плазматического ретикулума, митохондрий);
— хелатированный кальций, связанный с анионами и белками цитозоля;
— свободный или ионизированный Са2+, находящийся в равновесии с хелатированным кальцием.
Внутриклеточные процессы регулирует свободный или ионизированный кальций. В состоянии покоя концентрация кальция в цитоплазме поддерживается на уровне 10~fi—10~7 моль/л. Низкий уровень этих ионов в состоянии покоя связан с функционированием специализированных мембранных систем: Са2+-АТФазы плазматических мембран, выкачивающей Са2+ против концентрационного градиента из клетки во внешнюю среду; Ка+/Са2+-обмен-ника, осуществляющего в зависимости от условий обмен внутриклеточного Са2+ на внеклеточный Na+; Ca2t-АТФазы мембран эн-доплазматического ретикулума, откачивающей кальций из цитоплазмы и накапливающей его внутри замкнутых цистерн ретикулума; транспортной системы митохондриальных мембран, перекачивающей Са2+ из цитоплазмы в матрикс митохондрий (рис. 18).
Стимуляция клетки путем воздействия гормонов на специфические рецепторы плазматической мембраны и активация вторичных мессенджеров приводит к резкому кратковременному увеличению концентрации Са2+ в клетке до 10~б моль/л. Ионы кальция взаимодействуют с особыми кальцийсвязывающими белками и тем самым влияют на разнообразные метаболические процессы. К таким белкам относят кальмодулин, тропонин С сердечных и скелетных мышц, кальбиндин кишечника, кальрети-нин нейронов, онкомодулин плаценты и опухолей и др.
Са2+-связывающие белки регулируют в клетке транспорт кальция, активируют ферменты, регулируют состояние цитоскелета клетки и клеточный цикл, способны контролировать процессы транскрипции и апоптоз (программируемую гибель клетки). Са2+-связывающие белки, секретированные во внеклеточное пространство, могут выступать в качестве факторов роста, влияют на хемотаксисы, взаимодействуют с компонентами внеклеточного матрикса.
В эритроцитах действие ионов Са2+ опосредуется кальмоду-лином. Наиболее вероятными мишенями для кальмодулина среди белков цитоскелета эритроцита являются спектрин, белок полосы 4.1, йддуцин (белок цитоскелета, обеспечивающий взаимодействие спектрина с актином). Кальмодулин ингибирует взаимодействие в цепи спектрин — актин — белок полосы 4.1. Увеличение концентрации Са2+ в цитоплазме приводит к изменению формы, снижению деформабильности, уменьшению продолжи-
Са21 Са^-связывающие
белки
Регуляция метаболизмaj
Рис. 18. Схематическое изображение некоторых мембранных систем клетки, участвующих в транспорте ионов Са21': 1 — Са2'1'-каналы плазматической мембраны; 2 — Са2+-АТФаза плазматической мембраны; 3 — NaH'/Ca2f-обменник; 4 — фосфоиыозитидный путь передачи информации в клетку (R — рецептор, G — G-белок, ФлС — фосфолипаза С, Р1Р2 — фосфатидилинозитол-4,5-дифосфат; 1Р3 — ино зито л -1,4,5 -три-фосфат); 5 — Са2+-каналы эндоплазматического ретикулума (ЭР); в — Са2,-АТФаза эндоплазматического ретикулума
тельности жизни эритроцитов. Кальций и кальмодулин вызывают обратимое снижение стабильности мембран эритроцитов. Инкубация эритроцитов с подвижными переносчиками (ионофо-рами) Са2+ при миллимолярных его концентрациях индуцирует сфероцитоз и уменьшение площади клеточной поверхности. Концентрация Са2+ в эритроцитах определяется балансом между его активным транспортом из цитоплазмы в плазму крови и пассивным потоком в обратном направлении, который лимитируется активностью рецептор- и потенциалуправляемых кальциевых каналов мембраны. Следовательно, в клетке осуществляется тесная взаимосвязь между состоянием мембранного скелета, уров-
нем протекания метаболических процессов и функционированием систем пассивного и активного транспорта.
Ионы Mg2+ способны модифицировать конформационное состояние молекул белков, выступать в качестве субстратсвязыва-ющих ионов и переносчиков электронов. Mg2'1 необходим в качестве кофактора для более чем сотни ферментов, входит в состав фотосинтетического пигмента растительных клеток — хлорофилла.
В табл. 10 приведена сравнительная характеристика концентраций ионов внутри и снаружи типичной животной клетки. Анализ приведенных в ней данных дает возможность констатировать, что значительные различия в ионном составе цитозоля и внеклеточной жидкости позволяют клеточным мембранам аккумулировать потенциальную энергию в виде градиентов концентраций ионов, используемую для осуществления различных процессов клеточного метаболизма.
Предыдущая << 1 .. 25 26 27 28 29 30 < 31 > 32 33 34 35 36 37 .. 113 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed