|
|
Основы энзимологиипо крайней мере, в отношении белкового состава. Асимметрия наблюдается и в расположении липидов в мембране, но менее выражена. Некоторые из интегральных белков имеют трансмембранную ориентацию и выполняют функции переносчиков {транслокаторов) субстратов или сигналов. Схема подобной мембраны представлена на рис. 4. Периферические белки _ Интегральные белки ) Двойной слой (бислой) фосфолипидов Рис. 4. Упрощенная жидкостно-мозаичная модель цитоплазматической мембраны 12. Состав мембранных липидов Основная часть мембранных липидов представлена фосфолипидами, в основе которых лежит глицерин-3-фосфат. Такие фосфолипиды называют фосфоацилглицеринами. В их молекуле гидроксильные группы глицерина при Cf и С2 этерифицированы жирными кислотами, а остаток фосфорной кислоты либо остается свободным, как в диацилглицерин-3-фосфате (или фосфатидной кислоте), либо этерифицирован спиртовыми гидроксилами серина, этаноламина, холина, инозита, глицерина или глицерина и лизина. Соответственно они называются: фосфатидилсерт, фос-аЪатидилэтаноламин (кедЬалин), фосфатидилхолин (лецитин), фос- 12 фатидилинозит, фосфатидилглицерин, лизилфосфатидилглицерин. Объединение молекул фосфатидной кислоты и фосфатидилгли-церина дает дифосфатидилглицерин (кардиолипин), обладающий иммунологическими свойствами (рис. 5). Р CH,-0-C-R, CH-O-C-R, I ь* CHs-OR Глицериды р R= -P-O-A А = н фосфатидная кислота А = -CHjCH2-N*{CH})j {остаток холина) — лецитин R1.R2 — разные А = -cH2CHj-NH}+ (остаток этаноламина) — кефалин ал килы в зависимости от при- а = - CHiCH(OH)CH,OH (остаток глицерина) — роды жирных фосфатидилглицерин) кислот а = (остаток фосфатидилглицерина) — дифосфатидилглицерин (кардиолипин) Рис 5. Химическая структура мембранных фосфолипидов Удаление одной из ацильных групп приводит к лизофосфоли-пидам, которые обладают выраженными поверхностно-активными свойствами и могут, например, способствовать эмульгированию жиров в кишечнике {лизолецитин). Мембраны грамположительных бактерий содержат все эти фосфолипиды (кроме лецитина), тогда как у грамотрицательных бактерий основным, а то и единственным мембранным фосфолипи-дом является фосфатидилэтаноламин. Соотношение различных классов фосфолипидов в мембране существенно зависит от условий выращивания организма. Например, при снижении рН среды в мембранах бактерий начинают преобладать положительно заряженные фосфолипиды (аминоа-цилфосфатидилглицерины, фосфатидилэтаноламин), наличие которых существенно уменьшает проницаемость мембраны для протонов. В большинстве случаев фосфолипиды представляют собой сложные эфиры глицерина или других многоатомных спиртов sn-1',2-конфигурации, но существуют липиды, в которых одна из спиртовых групп глицерина образует простую эфирную связь с ал килами или алкенами. Необычные липиды найдены у большой группы прокариот, так называемых архебактерий (или архей), в качестве простых эфиров глицерина (5п-2,3-конфигурации) и длин-ноцепочечных С-20, С-40-гидроизопреноидных спиртов (полипре-нолов), точнее, дифитанилдиглицериновых диэфиров или дибифи-танилдиглицериновых тетраэфиров (рис. 6). Мембрана, образованная тетраэфирами, уже не может рассматриваться как двойной липидный слой в истинном значении этого понятия и не подвергается расщеплению по гидрофобной 13 р CH,-0-C-R, CrVO-CHKM-R,' CHj-O-C-R," I I I CH-O-C-Rj CH-O-C-R,' CH-O-C-R," lb I о I ь CH,-OR CHj-OR* CH,-OR" Гл/цериды 1-апкенилглицериновые 1-алкипглицериновые эфиры (плазмалогены) эфиры (рыбы) {нервная ткань, моллюски анаэробные бактерии) CH,-0-[ -CHjCHjCHCHj-jjCHjCHjCHCH, | СН, CH, CH-O- [ -CHjCH^HCHj-JjCH^H^HCH, i сн, сн, CH,OR Диэфир {2,3-Ди-0-(3,7,11,15-тетраметилгекса-децил)-5п-глицерин) (архебактерии: гал©бактерии, метаногены) CH,OR CHj-0-[- CHiCH^HCHi-ItCHjCH^CH^CH | CH, CH, | CH-0-[- CHiCHiCHCHj-l^iCHjCHCH^O-CHj i CH, CH, CH3OR Тетраэфир (архебактерии: термоацидофилы. метаногены) Рис. 6. Химическая структура фосфолипидов, содержащих простую эфирную связь в сравнении со сложноэфирными глицеридами сердцевине методом «замораживания-скалывания» (freeze-fracture). Она более устойчива к стрессовым воздействиям окружающей среды, что позволяет микроорганизмам, имеющим такие мембраны, существовать в экстремальных условиях рН и температуры (экстремофи-лы). У термофилов дополнительная стабилизация достигается формированием в полипренольной цепи пятичленных циклов, уменьшающих вращательную подвижность углеводородных цепей. Кроме фосфолипидов, построенных на основе глицерина, в клетках эу- и прокариот встречаются фосфолипиды, которые являются производными диодов: этиленгпиколя, 1,2- и 1,3-пропандиолов, 1,3-, 1,4- и 2,3-бутандиолов, а также 1,5-пентандиола. Среди диольных липидов встречаются моно- и диацильные производные — это сложные эфиры различных жирных кислот; простые эфиры, смешанные 14 алкильные (или алкенильные) и ацильные производные, диольные аналоги фск^атидилхолина, фсюфатидилзтаноламина и др. Обычно содержание диольных липидов составляет только 0,5—1,5% содержания глицериновых липидов. Но некоторые морские моллюски и иглокожие содержат в тканях примерно равные количества производных глицерина и этиленгликоля. Содержание диольных липидов уменьшается в течение зимы, поэтому они предположительно могут использоваться как запасные вещества. Замечено также их увеличение в процессе регенерации печени у крыс. Другим классом «безглицериновых» липидов являются сфинголипиды, основу которых составляет алифатический аминоспирт сфин-гозин (или дигидросфингозин) (рис. 7). Построенные на его основе церамиды широко распространены в тканях растений и животных, но количество их незначительно. Они обнаружены также в пилях Escherichia coli. Сфингомиелины входят в состав нервной ткани, липидов крови и некоторых других компонентов клеток животных. raj4CHi),j-CH=CH-CHOH R,.Rj = Н —сфимгоэин H-C-NHR, R, = ацил, Rj = Н — церамид CHjORj R, - фосфохолин, - ацил — сфингомиелин Рис. 7. Химическая структура сфинголилидов В большинстве биологических мембран содержатся также гликолипиды. В клетках животных они, как правило, являются производными сфингозина, у которого к первичному гидроксилу присоединен остаток сахара или олигосахарида. Если сахарами являются глюкоза или галактоза, такие липиды называются цереброзидами (особенно много их в тканях мозга). Если углеводной частью является олигосахарид, речь идет о ганглиозидах (выделены из ганглий, мозга и ряда других тканей). Ганглиозиды найдены также в пилях некоторых бактерий (Neisseria) и определяют прилипание этих патогенов к поверхности клеток животного организма. У прокариот (в основном у грамположительных бактерий и цианобактерии) гликолипиды также содержат глюкозу, галактозу и ман-нозу. Их количество в мембранах невелико, но при лимитировании фосфором может возрастать, при этом гликолипиды, по-видимому, замещают фосфолипиды. Наконец, в мембранах большинства эукариот (а также у Mycoplasma) содержатся стероиды, в основн |
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 |
Скачать книгу "Основы энзимологии" (0.9Mb) |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [обратная связь] |