Биологические мембраны

Август 22, 2022

Главная
Химия
Биологические мембраны

Содержание

2. Биологические мембраны Сложные структуры, состоящие из липидов, белков и углеводов. Мембраны изолируют одну клетку от другой
3. Функции биологических мембран Ограничение и поддержание нормального состава внутри- и внеклеточной жидкости. Ограничение и поддержание нормального
4. Химический состав мембран Липиды – 30-50%. Холестерол – 20% (Эритроциты – 25%). Белки – 30-50%. Углеводы
5. L P Химический состав мембран в разных клетках Б Гепатоцит Эритроцит Нейрон Митохондрия Внутренняя мембрана У
6. Липиды клеточных мембран Фосфолипиды: Глицерофосфолипиды; Сфингофосфолипиды. Гликолипиды: Цереброзиды; Ганглиозиды. Холестерол.
7. Глицерофосфолипиды мембран Фосфатидилхолины (лецитины) Фосфатидилэтаноламины (кефалины) Фосфатидилсерины Фосфатидилинозитолы Плазмалогены Кардиолипины
8. Функции глицерофосфолипидов мембран Образование билипидного слоя; Связывание с белками клеточных мембран; Предшественники вторичных посредников гормонов; Предшественники
9. a) Гидрофильная головка Гидрофобные концы Амфифифильные свойства фосфолипидов клеточных мембран
10. Глицерофосфолипиды мембран Фосфатидилсерины Фосфатидилэтаноламины (кефалины) Фосфатидилхолины (лецитины) Плазмалогены
11. Глицерофосфолипиды мембран Фосфатидилинозитолы Фосфатидилинозитол -4,5-дифосфат
12. Сфингофосфолипиды мембран Сфингомиелины
13. Сфингофосфолипиды мембран Сфингомиелины составляют 10-20% всех мембранных липидов. Входят в состав миелиновых оболочек нервных клеток. Являются
14. Липидные рафты
15. Гликолипиды мембран Глюкоцереброзид Галактоцереброзид
16. Галактоцереброзиды Основные компоненты клеточных мембран нервных клеток, особенно головного мозга. 2% - серое вещество; 12% -
17. Глюкоцереброзиды Преобладают в мембранах эритроцитов, селезенки, кожи, меньше – в мембранах нервных клеток.
18. Локализация холестерола в мембранах Благодаря жесткости молекулы, холестерол встраивается между гидрофобными углеводородными цепями жирных кислот, особенно
19. Функции холестерола в мембранах Регулирует текучесть мембран. Стабилизирует углеводородные цепи насыщенных жирных кислот, удерживая их в
20. Организация разных липидов и холестерола в мембранах
21. Белки мембран По положению в мембране белки делятся на: Интегральные; Поверхностные. Поверхностные белки связаны с полярными
22. Мембранные белки Функции: Транспортная. Рецепторная. Каталитическая. Связывание цитоскелета с внеклеточным матриксом. Белки клеточных мембран обладают латеральной
23. Организация мембранных белков
24. Мембранные белки, связанные ковалентно с жирными кислотами
25. Углеводы клеточных мембран – гликокаликс Гликокаликс расположен на наружной поверхности мембраны и представляет собой молекулы олигосахаридов.
26. Структурно-функциональная организация мембран Жидкостно-мозаичная модель мембраны (Сингер и Никольсон, 1972) – билипидный слой, в котором плавают
27. Жидкостно-мозаичная модель мембраны
28. Свойства биологических мембран Жидкостность (текучесть). Трансмембранная (поперечная) ассиметрия. Подвижность липидов и белков. Избирательная проницаемость. Самосборка Аutorepararea
29. Жидкостность (текучесть) мембран – зависит от относительного содержания насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в мембранных липидах.
30. Значение ненасыщенных жирных кислот для текучести мембраны
31. Трансмембранная (поперечная) ассиметрия Фосфатидилхолины и сфингомиелины (более объемные головки) расположены в наружном монослое мембраны, а фосфатидилсерины
32. ,/ 1 Am in1ophospholipid trans ocase Флип-флоп перемещение мембранных липидов Поперечная подвижность (флип-флоп перемещение липидов) ограничена.
33. Трансмембранный транспорт Мембрана обладает избирательной проницаемостью для разных веществ. Типы трансмембранного транспорта: Пассивный транспорт – из
34. Малые неполярные молекулы : O2, N2 стероиды йодтиронины Малые полярные незаряженные молекулы: H2O Мочевина Глицерол CO2
35. Большие полярные незаряженные молекулы (пример – глюкоза) Ионы Аминокислоты Нуклеотиды Не проходят через мембраны Полярные заряженные
36. DIFUZIUNE SIMPLĂ TRANSPORT PASIV DIFUZIE FACILITATĂ Transportatorii suferă modificări conformaționale Transportator Proteină canal Concentrație mare Concentrație
37. Различают альфа- и бета-каналы. Альфа-каналы являются гомо- или гетероолигомерными белками, содержащие альфа-спиральные трансмембранные участки. Примеры: потенциал-зависимые
38. Аквапорин 1 почек
39. Трансмембранные вета-каналы (порины) Это белки содержащие трансмембранные вета-структуры, образующие цилиндр диаметром 0.6-3 nm. Содержатся в наружной
40. Облегченная диффузия Осуществляется с участием белков-транслоказ. Транслоказы взаимодействуют со специфическим лигандом, обеспечивая его диффузию через мембрану.
41. Типы транспорта
42. Примеры типов транспорта Унипорт – транслоказа для глюкозы GLUT1 (эритроциты). Симпорт – перенос АТР и АDP
43. Транслоказа для глюкозы GLUT1
44. Transportatorii suferă modificări conformaționale Transportatorul este o ATP-ază FOSFORILARE DEFOSFORILARE ATP Активный транспорт
45. Облегченная диффузия (1) и активный транспорт (2)
46. Первично-активный транспорт Перенос веществ против градиента концентрации с использованием транспортных АТФ-аз (ионных насосов). АТФ-азы расщепляют АТФ,
47. Типы транспортных АТФ-аз Тип Р – транспортируют ионы Na, K, Ca (около 300 представителей). Тип V
48. Структура Ca2+ -ATP-азы Ca 2+
49. 2 domenii transmembranare care leagă ligandul 2 domenii care leagă și catalizează scindarea ATP Структура АВС-транспортера
50. Механизм функционирования АВС-транспортера
51. Вторично-активный транспорт Осуществляется с участием Na+-зависимых транспортеров (SSAT – sodium-dependent secondary active transporters). Существует около 400
52. Механизм вторично-активного транспорта
53. Всасывание аминокислот в кишечнике вторично-активным транспортом
55. Скачать презентацию

Слайд 2

Биологические мембраны
Сложные структуры, состоящие из липидов, белков и углеводов.
Мембраны изолируют одну

клетку от другой и обеспечивают их индивидуальность.
Мембраны образуют также внутриклеточные органеллы (митохондрии, ядро, лизосомы, эндоплазматический и саркоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, секреторные гранулы.

Слайд 3

Функции биологических мембран
Ограничение и поддержание нормального состава внутри- и внеклеточной жидкости.

Ограничение и поддержание нормального состава органелл (компартментализация).
Перечисленные функции обеспечиваются избирательной проницаемостью мембран для различных веществ.
Метаболическая функция (в мембране протекают химические реакции и процессы; пример – дыхательная цепь).
Преобразование энергии – окислительное фосфорилирование и фотосинтез.
Межклеточное взаимодействие.
Рецепция и трансдукция внешних сигналов.

Слайд 4

Химический состав мембран
Липиды – 30-50%.
Холестерол – 20% (Эритроциты – 25%).
Белки –

30-50%.
Углеводы – 5-15%.
Химический состав варьирует в зависимости от типа мембраны.

Слайд 5

L P
Химический состав мембран в разных клетках
Б
Гепатоцит
Эритроцит
Нейрон
Митохондрия
Внутренняя мембрана

У
Л

Слайд 6

Липиды клеточных мембран
Фосфолипиды: Глицерофосфолипиды;
Сфингофосфолипиды.
Гликолипиды: Цереброзиды;
Ганглиозиды.
Холестерол.

Слайд 7

Глицерофосфолипиды мембран
Фосфатидилхолины (лецитины)
Фосфатидилэтаноламины (кефалины)
Фосфатидилсерины
Фосфатидилинозитолы
Плазмалогены
Кардиолипины

Слайд 8

Функции глицерофосфолипидов мембран
Образование билипидного слоя;
Связывание с белками клеточных мембран;
Предшественники вторичных

посредников гормонов;
Предшественники арахидоновой кислоты для синтеза простагландинов;
Алостерические активаторы ферментов – портеинкиназа С активна в комплексе с Са2+, диацилглицеролом и 4-мя молекулами фосфатидтлсерина.

Слайд 9

a)
Гидрофильная головка
Гидрофобные концы
Амфифифильные свойства фосфолипидов клеточных мембран

Слайд 10

Глицерофосфолипиды мембран
Фосфатидилсерины
Фосфатидилэтаноламины
(кефалины)
Фосфатидилхолины
(лецитины)
Плазмалогены

Слайд 11

Глицерофосфолипиды мембран
Фосфатидилинозитолы
Фосфатидилинозитол
-4,5-дифосфат

Слайд 12

Сфингофосфолипиды мембран
Сфингомиелины

Слайд 13

Сфингофосфолипиды мембран
Сфингомиелины составляют 10-20% всех мембранных липидов.
Входят в состав миелиновых

оболочек нервных клеток.
Являются предшественниками церамидов, которые участвуют в трансдукции сигналов.
Участвуют в апоптозе (церамиды).
Участвуют в образовании липидных рафтов.

Слайд 14

Липидные рафты

Слайд 15

Гликолипиды мембран
Глюкоцереброзид
Галактоцереброзид

Слайд 16

Галактоцереброзиды
Основные компоненты клеточных мембран нервных клеток, особенно головного мозга.
2%

- серое вещество; 12% - белое вещество.
Миелиновая оболочка; астроциты.
Выполняют важную роль в образовании липидных рафтов благодаря высокой способности образовывать водородные связи.
В комплексе с холестеролом образуют ситусы для связывания рецепторов.

Слайд 17

Глюкоцереброзиды
Преобладают в мембранах эритроцитов, селезенки, кожи, меньше – в мембранах

нервных клеток.

Слайд 18

Локализация холестерола в мембранах
Благодаря жесткости молекулы, холестерол встраивается между гидрофобными

углеводородными цепями жирных кислот, особенно ненасыщенных жирных кислот.

Слайд 19

Функции холестерола в мембранах
Регулирует текучесть мембран.
Стабилизирует углеводородные цепи насыщенных жирных

кислот, удерживая их в прямом виде за счет Ван-дер-Ваальсовых связей. В результате мембраны становятся более жесткими и резистентными.

Слайд 20

Организация разных липидов и холестерола в мембранах

Слайд 21

Белки мембран
По положению в мембране белки делятся на:
Интегральные;
Поверхностные.
Поверхностные белки

связаны с полярными головками липидов ионными и водородными связями.
Интегральные белки связаны более прочно с липидами посредством многочисленных гидрофобных взаимодействий, а также ковалентных связей.

Слайд 22

Мембранные белки
Функции:
Транспортная.
Рецепторная.
Каталитическая.
Связывание цитоскелета с внеклеточным матриксом.

Белки клеточных мембран обладают латеральной диффузией.
Состав белков определяет особенности функционирования каждой мембраны.

Слайд 23

Организация мембранных белков

Слайд 24

Мембранные белки, связанные ковалентно с жирными кислотами

Слайд 25

Углеводы клеточных мембран – гликокаликс
Гликокаликс расположен на наружной поверхности мембраны

и представляет собой молекулы олигосахаридов.
Выполняет рецепторную и маркерную функции, а также участвует в обеспечении избирательности транспорта веществ, защищают клетку от протеолиза, участвуют в пристеночном пищеварении.

Слайд 26

Структурно-функциональная организация мембран
Жидкостно-мозаичная модель мембраны (Сингер и Никольсон, 1972)

– билипидный слой, в котором плавают интегральные белки.

Слайд 27

Жидкостно-мозаичная модель мембраны

Слайд 28

Свойства биологических мембран
Жидкостность (текучесть).
Трансмембранная (поперечная) ассиметрия.
Подвижность липидов и белков.
Избирательная

проницаемость.
Самосборка
Аutorepararea

Слайд 29

Жидкостность (текучесть) мембран –
зависит от относительного содержания насыщенных и ненасыщенных

жирных кислот в мембранных липидах.
Цис-конформация ненасыщенных жирных кислот создает «изломы» в цепи, препятствующие более плотной упаковке молекул в мембране, делая ее более «текучей».
На жидкостность влияет и длина цепи ЖК, с удлинением которых мембрана становится более «текучей».
Холестерол регулирует текучесть мембран.

Слайд 30

Значение ненасыщенных жирных кислот для текучести мембраны

Слайд 31

Трансмембранная (поперечная) ассиметрия
Фосфатидилхолины и сфингомиелины (более объемные головки) расположены в

наружном монослое мембраны, а фосфатидилсерины и фосфатидилэтаноламины – во внутреннем монослое мембраны.
Холестерол содержится в наружном слое в больших количествах, чем во внутреннем.
Белки клеточных мембран расположены ассиметрично.
Углеводы содержатся на наружной поверхности мембраны.

Слайд 32

,/ 1
Am in1ophospholipid
trans ocase
Флип-флоп перемещение мембранных липидов
Поперечная подвижность
(флип-флоп перемещение
липидов)

ограничена.

Слайд 33

Трансмембранный транспорт
Мембрана обладает избирательной проницаемостью для разных веществ.
Типы

трансмембранного транспорта:
Пассивный транспорт – из области большей концентрации в область меньшей концентрации):
простая диффузия;
облегченная диффузия;
трансмембранные каналы.
2. Активный транспорт – против градиента концентрации:
первичный;
вторичный.

Слайд 34

Малые неполярные молекулы : O2, N2
стероиды йодтиронины
Малые полярные
незаряженные

молекулы:
H2O
Мочевина Глицерол CO2 NH3

Простая диффузия

Вещества, которые проникают через мембрану простой диффузией

Слайд 35

Большие полярные незаряженные молекулы (пример – глюкоза)
Ионы
Аминокислоты
Нуклеотиды
Не проходят через

мембраны

Полярные заряженные молекулы

Вещества, которые не проходят через мембрану простой диффузией

Слайд 36

DIFUZIUNE
SIMPLĂ
TRANSPORT
PASIV
DIFUZIE
FACILITATĂ
Transportatorii suferă modificări conformaționale
Transportator
Proteină canal
Concentrație
mare
Concentrație mică
Пассивный транспорт

Слайд 37

Различают альфа- и бета-каналы.
Альфа-каналы являются гомо- или гетероолигомерными белками, содержащие альфа-спиральные

трансмембранные участки.
Примеры: потенциал-зависимые каналы для ионов Na, K, Ca, Cl;
Аквапорины;
Лиганд-зависимые каналы;
сАМФ-зависимые каналы.

Трансмембранные каналы

Слайд 38

Аквапорин 1 почек

Слайд 39

Трансмембранные вета-каналы (порины)
Это белки содержащие трансмембранные вета-структуры, образующие цилиндр диаметром

0.6-3 nm.
Содержатся в наружной мембране митохондрий, являются неселективными каналами для большого количества веществ (от ионов до небольших белков).

Слайд 40

Облегченная диффузия
Осуществляется с участием белков-транслоказ.
Транслоказы взаимодействуют со специфическим лигандом, обеспечивая

его диффузию через мембрану.
Транслоказы в процессе взаимодействия и переноса претерпевают конформационые изменения (в отличие от каналов).

Слайд 41

Типы транспорта

Слайд 42

Примеры типов транспорта
Унипорт – транслоказа для глюкозы GLUT1 (эритроциты).
Симпорт

– перенос АТР и АDP через внутреннюю мембрану митохондрий.
Антипорт – анионный переносчик мембраны эритроцитов (Cl- și HCO3- ).

Слайд 43

Транслоказа для глюкозы GLUT1

Слайд 44

Transportatorii suferă modificări conformaționale
Transportatorul este o ATP-ază
FOSFORILARE
DEFOSFORILARE
ATP
Активный транспорт

Слайд 45

Облегченная диффузия (1) и активный транспорт (2)

Слайд 46

Первично-активный транспорт
Перенос веществ против градиента концентрации с использованием транспортных АТФ-аз (ионных

насосов). АТФ-азы расщепляют АТФ, используя фосфат для временного аутофосфорилирования.
Различают 3 класса транспортных АТФ-аз – P, V и F типа.

Слайд 47

Типы транспортных АТФ-аз
Тип Р – транспортируют ионы Na, K, Ca (около

300 представителей).
Тип V (V – от вакуоль) являются протонными насосами, ответственными за подкисление содержимого лизосом, эндосом, секреторных везикул и везикул аппарата Гольджи.
Тип F присутствуют в мембранах митохондрий, хлоропластов и бактерий. Транспортируют H+ c использованием ATP.
АВС-транспортеры ( ABCt – ATP-binding cassette) – используют ATP для переноса лиганда.

Слайд 48

Структура Ca2+ -ATP-азы
Ca 2+

Слайд 49

2 domenii transmembranare
care leagă ligandul
2 domenii care leagă și catalizează scindarea

ATP

Структура АВС-транспортера

Слайд 50

Механизм функционирования АВС-транспортера

Слайд 51

Вторично-активный транспорт
Осуществляется с участием Na+-зависимых транспортеров (SSAT – sodium-dependent secondary active

transporters).
Существует около 400 представителей.
SАAT осуществляют симпорт веществ (глюкоза, аминокислоты и др.) с Na+ , используя электрохимический градиент Na+.
Избыток Na+ выкачивается из клетки в обмен на K+ с участием Na+/K+-ATP-азы. (ATP используется для поддержания градиента ATP, а не непосредственно для транспорта вещества).

Слайд 52

Механизм вторично-активного транспорта

Слайд 53

Биологические мембраны

Содержание

Биологические мембраныСложные структуры, состоящие из липидов, белков и углеводов.Мембраны изолируют одну

Функции биологических мембранОграничение и поддержание нормального состава внутри- и внеклеточной жидкости.

Химический состав мембранЛипиды – 30-50%.Холестерол – 20% (Эритроциты – 25%).Белки –

L PХимический состав мембран в разных клетках БГепатоцит Эритроцит Нейрон МитохондрияВнутренняя мембрана

Липиды клеточных мембран Фосфолипиды: Глицерофосфолипиды; Сфингофосфолипиды. Гликолипиды: Цереброзиды; Ганглиозиды. Холестерол.

Глицерофосфолипиды мембран Фосфатидилхолины (лецитины)Фосфатидилэтаноламины (кефалины)Фосфатидилсерины Фосфатидилинозитолы ПлазмалогеныКардиолипины

Функции глицерофосфолипидов мембран Образование билипидного слоя;Связывание с белками клеточных мембран;Предшественники вторичных

a)Гидрофильная головка Гидрофобные концыАмфифифильные свойства фосфолипидов клеточных мембран

Глицерофосфолипиды мембран ФосфатидилсериныФосфатидилэтаноламины(кефалины)Фосфатидилхолины(лецитины) Плазмалогены

Глицерофосфолипиды мембран ФосфатидилинозитолыФосфатидилинозитол-4,5-дифосфат

Сфингофосфолипиды мембран Сфингомиелины

Сфингофосфолипиды мембран Сфингомиелины составляют 10-20% всех мембранных липидов.Входят в состав миелиновых

Липидные рафты

Гликолипиды мембран Глюкоцереброзид Галактоцереброзид

Галактоцереброзиды Основные компоненты клеточных мембран нервных клеток, особенно головного мозга. 2%

Глюкоцереброзиды Преобладают в мембранах эритроцитов, селезенки, кожи, меньше – в мембранах

Локализация холестерола в мембранах Благодаря жесткости молекулы, холестерол встраивается между гидрофобными

Функции холестерола в мембранахРегулирует текучесть мембран. Стабилизирует углеводородные цепи насыщенных жирных

Организация разных липидов и холестерола в мембранах

Белки мембран По положению в мембране белки делятся на:Интегральные;Поверхностные. Поверхностные белки

Мембранные белки Функции: Транспортная. Рецепторная.Каталитическая. Связывание цитоскелета с внеклеточным матриксом.

Организация мембранных белков

Мембранные белки, связанные ковалентно с жирными кислотами

Углеводы клеточных мембран – гликокаликс Гликокаликс расположен на наружной поверхности мембраны

Структурно-функциональная организация мембран Жидкостно-мозаичная модель мембраны (Сингер и Никольсон, 1972)