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