Биологические мембраны: структурная организация, функции, модификация физико-химическими агентами - Артюхов В.Г.
ISBN 5-7455-1162-1
Скачать (прямая ссылка):
Из рис, 33 видно, что обработка мембран эритроцитов указанным модифицирующим агентом вызывает снижение функциональной активности фермента. При использовании объемных соотношений суспензии мембран и конканавалина 1:0,05 не зарегистрированы статистически достоверные различия величин активности мембранной АХЭ в нативном состоянии и в присутствии лектина. С увеличением этих соотношений до 1:0,2 и 1:1 активность фермента статистически достоверно снижается по сравнению с контролем на 16 и 42 % соответственно. Применение конканавалина в концентрации 0,8 моль/л и соотношении суспензии мембран и экзогенного модификатора 1:1 вызывает ингибирование мембранной АХЭ на 75 %.
Основные структурные особенности биологической мембраны и, следовательно, ее функциональная динамичность определяются свойствами липидного бислоя, существенно влияющего на подвижность белковых молекул и их ассоциацию в мембране.
Известно, что бензиловый спирт, взаимодействуя преимущественно с гидрофобными участками липидной фазы, увеличивает подвижность последней, а также изменяет подвижность ее отдельных компонентов.
На рис. 34 показаны изменения функциональной активности мембраносвязанной АХЭ в присутствии бензилового спирта. Инкубирование суспензии мембран с этим модификатором приво-
80
60
40
20
0
1 2 3 4 5
дит к снижению каталитической активности исследуемого фермента на 16—18 % по сравнению с контролем. Увеличение объема добавляемого спирта до 1 мл не вызывает усиления его ингибирующего действия по отношению к активности молекул АХЭ. Таким образом, увеличение подвижности липидной фазы с помощью бензилового спирта и, тем самым, модификация ближайшего окружения мембраносвязанной АХЭ — фосфатидилсерина индуцирует снижение ее ферментативной активности.
На рис. 35 представлены данные, полученные при исследовании функциональной активности АХЭ мембран эритроцитов, УФ-облученных в интервале длин волн 300—400 нм в присутствии конканавалина А. УФ-облучение интактных мембран эритроцитов индуцирует снижение каталитической активности АХЭ на 50 %, обусловленное, по всей вероятности, поглощением энергии УФ-света пиридиннуклеотидами, флавинами, железопорфири-нами, витаминами, входящими в состав мембраны. При воздей-
А, % А, %
100 -80 ‘
40 -20 •
0 1 2 3 4
Рис. 34. Функциональная активность ацетилхолинэстеразы мембран эритроцитов человека, модифицированных 2 %-ным раствором бензилового спирта: 1 — контроль; 2 — соотношение суспензии мембран и бензилового спирта 1:0,05; 3 — соотношение этих компонентов 1:0,2; 4 — соотношение 1:1
100
80
60
40
20 О
Рис. 35. Ферментативная активность ацетилхолинэстеразы мембран эритроцитов человека, облученных УФ-светом в области 300—400 нм в присутствии конканавалина А: 1 — контроль; 2 — активность УФ-облученной АХЭ; 3 — активность АХЭ в присутствии конканавалина; '4 —активность УФ-облученной АХЭ в присутствии конканавалина
ствии УФ-излучения на суспензию мембран эритроцитов в присутствии конканавалина А функциональная активность мембраносвязанной АХЭ возрастает на 45 % по отношению к исследуемому параметру при облучении нативных мембран. Конканава-лин А характеризуется спектром поглощения с Хтах при 280 нм, что обусловлено светопоглощением остатков ароматических аминокислот, входящих в состав его молекулы. Следовательно, изменение фоточувствительности мембранной АХЭ в присутствии лектина может быть связано с влиянием на ее структурное состояние продуктов фотохимических превращений нуклеотидов, коферментов, железопорфиринов и витаминов, интенсивно поглощающих свет в данной области спектра.
На рис. 36 показаны изменения ферментативной активности АХЭ, модифицированной воздействием УФ-излучения (300— 400 нм) в присутствии бензилового спирта. Из анализа рисунка следует, что облучение суспензии эритроцитарных мембран в присутствии указанного химического агента индуцирует резкое возрастание каталитической активности белка: 210 % по сравнению с ее уровнем при УФ-облучении интактных мембран (50 %).
Наблюдаемый эффект активации мембранной АХЭ может быть связан, по всей вероятности, со структурными перестройками молекул ближайшего липидного окружения фермента, обусловленными воздействием на него бензилового спирта и, прежде всего, его фотохимических продуктов. Вследствие разрыхления липидной фазы мембраны, модифицированной бензиловым спиртом, и увеличения подвижности ее отдельных компонентов возможно ослабление связей АХЭ с молекулами, находящимися в непосредственном контакте с ней, а именно фосфатидилсерина. Результатом этих процессов, по-видимому, являются конформационные превращения всей молекулы АХЭ и демаскирование ее активного центра на поверхности эритроцитарной мембраны, проявляющиеся в резком возрастании функциональной активности фермента.
При УФ-облучении мембран в диапазоне длин волн 240— 390 нм в присутствии указанных экзогенных модификаторов наблюдаются противоположные по направлению изменения функционирования АХЭ.
