Плазматическая мембрана

Плазматическая мембрана
• Более 3 миллиардов лет назад возникли
примитивные клеточные формы,
окруженные мембранными оболочками
• Плазматическая мембрана – защита
клетки, селективный транспорт, система
восприятия и передачи сигналов, система
создания электрохимического
потенциала
Homo sapiens, 2001
сигнальные белки
(1,2%)
ферменты метаболизма
нуклеиновых кислот (7,5%)
факторы транскрипции (6,0%)
транспортные белки (0,7%)
вирусные белки
разные (0,3%)
(4,0%)
адгезия (1,9%)
шапероны
цитоскелет
(0,5%)
матрикс
(2,8%)
иммуноглобулины(1,4%)
(0,9%)
ионные каналы (1,3%)
моторные белки
мышечные белки (1,2%)
(1.0 %)
протоонкогены (2.9
Ca++-связывающие (0,1%) %)
внутриклеточные
транспортеры (1.1%)
рецепторы (5,0%)
протеинкиназы (2,8%)
регуляторные белки
(3,2%)
трансферазы (2,0%)
синтетазы (1,0%)
оксидоредуктазы
лиазы
(2,1%) (0,4%)
лигазы (0,2%)
изомеразы (0,5%)
гидролазы (4,0%)
транспортеры (1,7%)
функция неизвестна
(42.7%)
Транспортные системы клетки
• Эндоцитоз – отделение участков мембраны
• Экзоцитоз – слияние клеточных пузырьков с
мембраной
• Унипорт – простой перенос молекул
• Симпорт – перенос молекул с одновременным
или последовательным переносом другой
молекулы в том же направлении
• Антипорт – “---”---” --- “ в другом направлении
• Ионофоры
Электрический потенциал
мембраны есть функция ее
относительной проницаемости
для ионов калия, натрия и
хлора
PNa и PCl много меньше PK
УРАВНЕНИЕ  ГОЛЬДМАНА
RT PK K out   PNa Naout   PCl Clin 
EK 
ln
F
PK K in   PNa Nain   PCl Cl out 
УРАВНЕНИЕ  НЕРНСТА

K out 
RT K out 
RT
EK 
ln
 2.303
log
K in 
K in 
F
F
при  20 0 С
EK

K out 
 58 log
 для  кальмара   75mv
K in 
Концентрация ионов и уравновешивающий потенциал для мембран клеток скелетной мышцы
млекопитающих и аксона кальмара
Ion
Na
K
Ca
Concentratio
n (out) mM
145
440
12
50
4
20
155
400
1.5
10
Ionout 
Ionin 
Concentratio
n (in) mM
0.1
0.4
12
Equilibrium
potential
(mV)
+67
8.8
0.026
-98
0.05
15
+129
25
-90
Cl
123
550
4.2
50
29
11
Методы исследования
мембранных транспортных систем
•
•
•
•
•
Электрофизиологический
Биохимический
Генетический
Реконструкция
Структурный
Электрофизиологический
•
•
•
•
Микроэлектродная техника
Patch clamp
Комбинация с другими методами
Математический анализ
Биохимический
• Источники материала
• Методы идентификации и мониторинга
• радиолигандный анализ и ковалентные метки
• нейротоксины
• антитела
• Методы солюбилизации и выделения
• выбор детергента
• биоспецифичная хроматография
Генетический
•
•
•
•
•
Анализ дефектных фенотипов
Гибридизационный анализ
Комбинация методов
Селекция гибридизацией
Экспрессия
Реконструкция
•
•
•
•
Получение мембранных препаратов
Солюбилизация
Очистка
Реконструкция в мембранные системы
Структурный
• Рентгеноструктурный анализ
• ЯМР спектроскопия
• Электронная микроскопия