Основные свойства биомембран

Функции мембранных белков

Мембранные белки

По расположению белков в мембране и способу ассоциации с липидным слоем их можно разделить на:

1) поверхностные или периферические мембранные белки, связанные с гидрофильной поверхностью липидного бислоя;

2) погружённые в гидрофобную область бислоя – интегральные мембранные белки.

Периферические белки связаны полярными радикалами с гидрофильной поверхностью бислоя за счёт ионных и водородных связей.

Интегральные белки, как и липиды, являются амфифильными молекулами:

а) у них есть гидрофобные области, взаимодействующие с гидрофобными радикалами липидных молекул внутри бислоя;

и гидрофильные области, обращённые с обеих сторон мембраны к воде.

На основании функций, которые выполняют мембранные белки их можно разделить на две группы:

- структурные белки – поддерживают структуру всей мембраны. Это, как правило, периферийные белки.

- динамические белки - непосредственно участвуют в процессах, происходящих на мембране.

Выделяют три класса таких белков:

- транспортные – участвуют в переносе веществ через мембрану;

- каталитические - это ферменты, интегрированные в мембрану и катализирующие происходящие там реакции;

- рецепторные – это мембранные рецепторы, специфически связывающие сигнальные молекулы (гормоны, токсины) на наружной стороне мембраны, что служит сигналом для изменения процессов обмена на мембране и внутри клетки.

К наиболее важным свойствам мембран следует отнести:

- замкнутость мембран;

- ассиметричность мембран;

- динамичность мембран;

- избирательный транспорт веществ через мембрану.

Замкнутость мембран. В процессе самосборки липидные слои замыкаются сами на себя, что позволяет их гидрофобным хвостам полностью избегать контактов с водой. При этом образуются замкнутые области внутри клетки – органеллы.

Ассиметричность мембран. По химическому составу наружная поверхность мембран отличается от внутренней:

а) в состав наружного слоя мембраны входит больше холестерина и липидов, содержащих остатки придельных жирных кислот, такой состав обеспечивает жёсткость наружного слоя мембраны, защищая тем самым клетку от механических повреждений.

Липиды, входящие во внутренний слой мембраны, содержат большее количество остатков непредельных жирных кислот, что обусловливает текучесть внутреннего слоя.

б) наиболее ассиметрично распределены в мембране гликолипиды и гликопротеины: углеводные части гликопротеинов и гликолипидов выходят на наружную поверхность мембраны.

Динамичность мембран. Отдельные молекулы мембранных липидов и белков свободно перемещаются в мембране – участвуют в двух видах движения – продольном и вращательном:

продольное – меняются со своими соседями местами в приделах одного монослоя;

вращательное – вращаются вокруг собственной оси;

перепрыгивают из наружного слоя во внутренний и обратно.

Избирательный транспорт веществ через мембрану:

а) пассивный транспорт - осуществляется без затраты энергии, благодаря:

- градиенту концентраций по разные стороны мембраны для незаряженных частиц;

- направлением электрического поля для ионов металлов;

б) активный или энергозависимый транспорт – транспорт вещества против градиента концентрации, т. е. перенос вещества в область более высоких концентраций. Для активного транспорта используется энергия АТФ. Транспорт осуществляется с помощью мембранных белков.

Дата добавления: 2014-01-20