Слайд 2
Литература основная
Физиология человека
Под редакцией
В.М.Покровского,
Г.Ф.Коротько
Медицина, 2003
(2007) г.
С. 39 – 45
Слайд 3
Литература основная
Физиология человека
В двух томах . Том I.
Под
редакцией
В. М. Покровского,
Г. Ф. Коротько
Медицина, 1997 (1998,
2000, 2001) г.
С. 28 – 34
Слайд 4
Вопрос 1
Понятие «биомембрана»
Слайд 5
МЕМБРА́НА, -ы, ж. от лат. membrana — кожица,
перепонка.
Слайд 6
Биомембрана -
морфо-функциональное образование, отграничивающее содержимое клетки живых организмов
от внешней для неё среды и жидкостные компартменты внутри
клетки,
имеющее общий план строения и
сходные функции.
Слайд 7
Биомембрана
ввел понятие Дж. Робертсон в 1963 г.
Слайд 8
Понятие «элементарная биологическая мембрана»
Принцип построения всех биологических мембран
одинаков, независимо от того, какой клетки (растительной или животной)
или клеточной органелле она принадлежит.
Слайд 9
Биологическая мембрана
Структура, имеющая общий план строения – бислой
фосфолипидов и включённые в него белки
Структура, отделяющая клетку от
внешней среды и формирующая внутриклеточные органеллы (мембранные).
Структура обеспечивающая взаимодействие клетки и органелл с окружающей их средой.
Слайд 10
Вопрос 2
Эволюция представлений о биомембране
Слайд 11
Роберт Гук (Robert Hooke; Роберт Хук, 18 июля
1635, остров Уайт — 3 марта 1703, Лондон)
Слайд 12
Первое изображение живых клеток: рисунок из «Микрографии» Гука
(1665)
Слайд 16
1855 год. К. фон Негели обнаружил, что неповрежденные клетки изменяют
свой объем при изменении осмотического давления окружающей среды.
Слайд 17
Карл Вильгельм фон Негели
нем. Carl Wilhelm von
Nageli;
1817—1891
Выдающийся ботаник XIX века.
Слайд 18
Вильгельм Пфеффер
нем. Wilhelm Friedrich Philipp Pfeffer
1845 —
1920
немецкий химик, ботаник, занимался физиологией растений.
С 1908 года
иностранный член-корреспондент Петербургской АН (с 1917 РАН).
Слайд 20
Вопрос 3
Жидкостно-мозаичная концептуальная модель биомембраны
Сингера-Николсона
(1972 г.)
Слайд 22
«Бутербродная» модель биомембраны
Слайд 24
Изображение элементов биомембраны
Слайд 25
Изображение элементов биомембраны
Слайд 26
Изображение элементов биомембраны
E-пространства (Exstracellular Space), P-пространство (Protoplasm, цитозоль);
Ef – Е‑поверхность (E face), Eh – Е‑монослой (половина) (E half),
Pf – P‑поверхность (P face), Ph – P‑монослой (половина) (P half).
Слайд 27
Вопрос 4
Предметные модели биомембраны
Слайд 28
Предметные модели биомембраны
Подробнее –
Учебник том I, С.28-34.
Слайд 29
Предметные модели биологических мембран
Физические
Плоские
Сферические (липосомы)
Биологические
«тени» эритроцитов
Гигантский аксон
кальмара
Слайд 31
Плоская бислойная липидная мембрана по P.Mueller (1962)
Слайд 33
Не путайте липосому с мицеллой!!!
Слайд 35
Мембранные липиды
Фосфолипиды
Сфинголипиды
Стероиды
Слайд 39
Топологическая классификация мембранных белков
1. монотопические
2, 3 -политопические
Слайд 40
Различные категории монотопических белков.
1 – белки, связанные с
интегральными белками (сукцинатдегидрогеназа);
2 – белки, присоединенные к полярным
«головкам» липидного слоя за счёт электростатического взаимодействия (прямого или кальций-опосредованного). (протеинкиназа С);
3 – белки, вязанные с мембраной амфипатической альфа-спиралью, параллельной плоскости мембраны,
4 - белки, «заякоренные» в мембране с помощью короткого гидрофобного концевого домена (цитохром b5);
5 – белки «заякоренные» в мембране за счет жирнокислотного радикала, ковалентно присоединенного к белковой молекуле (G-белок).
Слайд 41
Биохимическая классификация
По биохимической классификации мембранные белки делятся на
интегральные и
периферические.
Слайд 42
Интегральные мембранные белки
прочно встроены в мембрану и могут
быть извлечены из липидного окружения только с помощью детергентов
или неполярных растворителей.
По отношению к липидному бислою интегральные белки могут быть трансмембранными политопическими или интегральными монотопическими.
Слайд 43
Периферические мембранные белки
являются монотопическими белками.
Они либо связаны
слабыми связями с липидной мембраной, либо ассоциируют с интегральными
белками за счёт гидрофобных, электростатических или других нековалентных сил.
в отличие от интегральных белков они диссоциируют от мембраны при обработке соответствующим водным раствором. Эта диссоциация не требует разрушения мембраны.
Слайд 44
Транспорт веществ через мембрану: общие вопросы
Вопрос 7
Слайд 45
Характеризуя тот или иной вид транспорта мы должны
выяснить три основных момента:
меняется ли архитектоника мембраны?
происходит ли непосредственно
при этом процессе гидролиз АТФ?
сопряжён ли транспорт вещества с транспортом других веществ?
Слайд 46
В зависимости от характера ответов выделяют следующие виды
транспорта:
с изменением архитектоники мембраны и без изменения архитектоники мембраны.
активный
и пассивный
унипорт и котранспорт
Слайд 47
Транспорт веществ с изменением архитектоники мембраны
Вопрос 8
Слайд 48
НАПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТА
ЭНДОЦИТОЗ
ЭКЗОЦИТОЗ
ТРАНСЦИТОЗ
Слайд 49
Формы опустошения везикул и освобождение медиатора
а - типичный
экзоцитоз («kiss and stay»
б - кратковременный поцелуй («kiss and
run»)
в – через медиатофор или канал
Слайд 50
Опустошение везикул и освобождение медиатора в зависимости от
концентрации кальция
Слайд 52
Транспорт веществ с изменением архитектоники мембраны
Слайд 53
Транспорт веществ с изменением архитектоники мембраны
Слайд 59
Пассивный транспорт веществ через мембрану
Вопрос 9
Слайд 60
Пассивный транспорт веществ через мембрану
Осуществляется по градиенту концентрации
без затраты энергии АТФ.
Различают простую и облегчённую диффузию.
Слайд 61
Пассивный транспорт веществ через мембрану
Напомним, диффузия (diffusio лат.
– разлитие) — это самопроизвольное перемещение молекул (частиц) из
области с более высокой в область с более низкой концентрацией.
В основе её — хаотичное тепловое движение данных молекул (частиц).
Слайд 64
Простую диффузию описывает закон Фика
где dm/dt –
плотность потока вещества,
-D - коэффициент диффузии,
S – диффузионная поверхность,
dC
– градиент концентрации,
dx – толщина мембраны
Слайд 65
Различают облегчённую диффузию с подвижным и с фиксированным
переносчиком
Слайд 66
Кинетика облегченной диффузии подчиняется правилу
Михаэлиса-Ментен
Слайд 67
ТРАНСПОРТ
пассивный – диффузия,
по градиенту
активный –
с переносчиком
против градиента
облегченная диффузия –
с переносчиком
по градиенту
Слайд 68
Активный транспорт веществ через мембрану
Вопрос 10
Слайд 69
Активный транспорт ионов через мембрану
Слайд 71
Сопряжённый транспорт веществ через мембрану
Вопрос 11
Слайд 75
Виды котранспорта
Пассивный
Активный (первично)
Вторичноактивный
Третичноактивный, …
Слайд 78
Вопрос 13
Сигнальная система G-белка в биологической мембране
Слайд 79
Лауреаты Нобелевской премии по физиологии и медицине 1994
года.
Альфред Гилман
(Alfred G. Gilman),
родился в 1941 г.
Мартин
Родбелл
(Martin Rodbell),
1925‑1998
Слайд 80
Мультимолекулярная система: рецептор – G-белок - фермент
- вторичный посредник - … - эффектор
Взаимодействие медиатора и
рецептора
Активация рецептором G-белка
Активация альфа-субединицей фермента
Образование второго посредника
Влияние на ионный канал
Влияние на транскрипцию или трансляцию
Слайд 81
Мультимолекулярная система: рецептор – G-белок - фермент
- вторичный посредник - … - эффектор
Взаимодействие медиатора и
рецептора
Активация рецептором G-белка
Активация альфа-субединицей фермента
Образование второго посредника
Влияние на ионный канал
Влияние на транскрипцию или трансляцию
Слайд 82
Структура G-белка
Альфа-субъединица изображена с полостью, символизирующей сайт связывания
ГДФ или ГТФ
Слайд 83
Цикл активации G-белка под действием G-белок-связанного рецептора
Слайд 84
Влияние бета-гамма-субъединиц G‑белка на ионные каналы
Слайд 85
Влияние бета-гамма-субъединиц G‑белка на ионные каналы
Слайд 86
Ацетилхолин взаимодействует с М-холинорецептором, что приводит к диссоциации
G-белка, его β + γ субъединицы напрямую активируют калиевый
канал, переводя его в открытое состояние
Прямая активация калиевого канала субъединицами G-белка
Слайд 87
Ацетилхолин взаимодействует с М-холинорецептором, что приводит к диссоциации
G-белка, его β + γ субъединицы напрямую активируют калиевый
канал, переводя его в открытое состояние
Прямая активация калиевого канала субъединицами G-белка
Слайд 88
Прямое ингибирование Са-канала субъединицами G-белка
Активация предсинаптических адренорецепторов (ауторецепторов)
приводит к диссоциации G-белка и последующему ингибированию (закрытию) кальциевых
каналов, т.е. снижению уровня освобождение медиатора (норадреналина)
Слайд 89
Прямое ингибирование Са-канала субъединицами G-белка
Слайд 90
Модуляция потенциал-зависимых кальциевых каналов норадреналином
НА + β-адренорецептор →
G-белок→α субъединица → аденилатциклаза → образование сАМР → активация
протеинкиназы А → фосфорилирование Са-канала→ снижение порога активации Са-каналов миокард
Слайд 91
Регуляция экспрессии белков путем активации метаботропных рецепторов