- Главная
- Разное
- Бизнес и предпринимательство
- Образование
- Развлечения
- Государство
- Спорт
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Религиоведение
- Черчение
- Физкультура
- ИЗО
- Психология
- Социология
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Что такое findslide.org?
FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.
Обратная связь
Email: Нажмите что бы посмотреть
Презентация на тему Активный транспорт ионов
Содержание
- 2. Ионные токи, протекающие через отдельные каналыОткрытие и закрытие ионных каналов отражаются в виде прямоугольных токовых сигналов.
- 3. Потенциал-зависимые и другие ионные каналыКаналы, образующие водную
- 4. Зачем нужны системы активного транспорта?
- 5. Зачем нужны системы активного транспорта?Для поддержания нормального
- 6. Два механизма активного транспортаИзвестны два механизма активного
- 7. Механизмы первичного активного транспортаСистемы первичного активного транспорта
- 8. Натрий-калиевый насосВ начале 1950-х г.г., исследуя действие
- 9. Натрий-калиевый насосПозже Р. Кейнс (Richard Keynes) с
- 10. Натрий-калиевый насосПосле длительной стимуляции аксона, погруженного в
- 11. Натрий-калиевый насосЗатем в экспериментах с использованием радиоактивного
- 12. Принцип работы Na+/K+-насоса (Na+/К+-АТФазы) Переносчик (Na+/K+-насос) выводит
- 13. Принцип работы Na+/K+-насоса (Na+/К+-АТФазы) На внутренней стороне
- 14. Принцип работы Na+/K+-насоса (Na+/К+-АТФазы) На внутренней стороне
- 15. Электрогенность Na+/K+-насоса(В) При инъекции Na+ Na+/K+-насос выводит
- 16. Электрогенность Na+/K+-насоса(С) При действии уабаина (ouabain) гиперполяризация существенно ослабляется.
- 17. Электрогенность Na+/K+-насоса(D) Удаление К+ блокирует насос, и
- 18. Na+/К+-АТФаза относится к группе P-АТФаз (от Phosphorylation),
- 19. Молекулярная структура Na+/K+-АТФазы
- 21. Na+/К+-АТФаза состоит из двух субъединиц - -
- 22. включает несколько мест связывания с субстратом:участок фосфорилирования,участок связывания АТФ,участок связывания одновалентных катионов,участок связывания уабаина.Молекулярная структура Na+/K+-АТФазы
- 23. Са2+-насос (Са2+-АТФаза)является АТФазой P-типа, выводящей Са2+ из
- 24. Са2+-насос (Са2+-АТФаза)Существуют две разновидности Са2+-АТФазСа2+-АТФазы эндоплазматического (в
- 25. Са2+-насос (Са2+-АТФаза)Са2+-АТФазы эндоплазматического (в нейронах) и саркоплазматического
- 26. Са2+-насос (Са2+-АТФаза)Существуют две разновидности Са2+-АТФаз! Еще одно
- 27. Са2+-насос (Са2+-АТФаза)Обе формы Са2+-АТФазы (плазматическая и «органельная»)
- 28. Протонный насосВ мембранах клеточных органелл (лизосом, эндосом,
- 29. Протонный насосКроме того в мембранах митохондрий содержится
- 30. АТФазы в других клеткахМагниевый насосВ мембранах эритроцитов
- 31. АТФазы в других клеткахАТФаза F-типа в плазматической
- 32. АТФазы в других клеткахХлорный насосХлорная АТФаза, переносящая
- 33. Транспорт других катионовСреди группы P-АТФаз также известны
- 34. Механизмы вторичного активного транспортаПереносят некоторые ионы и
- 35. Ко-транспортеры и ионные обменникиКо-транспортеры (cotransporter) обеспечивают перенос
- 36. Ко-транспортеры и ионные обменникиКо-транспортеры (cotransporter) обеспечивают перенос
- 37. Ко-транспортеры и ионные обменникиОбменники (exchanger) обеспечивают перенос
- 38. Регуляция внутриклеточной концентрации Са2+Na+/Ca2+-обменникпри значительной деполяризации может работать в противоположном направлении 3 Na+1 Ca2+
- 39. Регуляция внутриклеточной концентрации Са2+Na+/Ca2+-K+-обменник в мембранах фоторецепторов
- 40. Регуляция внутриклеточной концентрации Са2+Система вторичного активного транспорта
- 41. Регуляция внутриклеточной концентрации Сl-К+/Cl--ко-транспортная система выводит Cl-
- 42. Регуляция внутриклеточной концентрации Сl-Высокая концентрация внутриклеточного Cl-
- 43. Регуляция внутриклеточного уровня pHЭлектрическая активность нейронов и
- 44. Регуляция внутриклеточного уровня pH1) Внутриклеточный уровень pН
- 45. Регуляция внутриклеточного уровня pH2) Внутриклеточный уровень pН
- 46. Регуляция внутриклеточного уровня pHИон HCO3- выполняет в
- 47. Транспорт медиаторов из внеклеточного пространства в цитоплазмуТранспорт
- 48. Транспорт медиаторов из внеклеточного пространства в цитоплазмуТранспортеры
- 49. Транспортеры медиаторов плазматических мембран
- 50. Транспорт медиаторов из внеклеточного пространства в цитоплазмуСхематичная
- 51. Транспорт медиаторов из внеклеточного пространства в цитоплазмуСхематичная
- 52. Транспорт медиаторов из цитоплазмы в везикулы Транспорт
- 53. Везикулярные транспортеры медиаторовВезикулярные транспортеры медиаторов включают три
- 54. Везикулярные транспортеры медиаторов
- 55. Везикулярные транспортеры медиаторов
- 56. Везикулярные транспортеры медиаторовТранспортеры (B) ГАМК и глицина
- 57. Везикулярные транспортеры медиаторовВ отличие от транспортеров двух
- 58. Транспортеры могут выступать в роли ионных каналов,
- 59. Транспортеры могут выступать в роли ионных каналовОбнаружен
- 60. Скачать презентацию
- 61. Похожие презентации
Ионные токи, протекающие через отдельные каналыОткрытие и закрытие ионных каналов отражаются в виде прямоугольных токовых сигналов.
Слайд 2
Ионные токи, протекающие через отдельные каналы
Открытие и закрытие
ионных каналов отражаются в виде прямоугольных токовых сигналов.
Слайд 3
Потенциал-зависимые и другие ионные каналы
Каналы, образующие водную пору,
включают потенциал-зависимые:
K+-, Ca2+- и Na+-селективные каналы
К+-каналы внутреннего выпрямления
потенциал-независимые:
К+-каналы с
двумя водными порамиканалы, состояние которых зависит от связывания с различными внутриклеточными лигандами:
АТФ-активируемые К+-каналы,
Са2+ или Nа+ (Са2+(Nа+)-зависимые КСа(Na)-каналы)
Са2+-каналы, активируемые комплексом Са2+-калмодулин
цАМФ (цГМФ)-зависимые неселективные катионные каналы
К+-каналы, активируемые с участием G-белков
внеклеточными лигандами:
ионотропные рецепторы
Слайд 5
Зачем нужны системы активного транспорта?
Для поддержания нормального функционального
состояния нейронов в их мембранах локализованы транспортные системы, восстанавливающие
ионные градиенты по обе стороны мембраны путем переноса различных ионов против их концентрационных градиентов.Кроме транспорта ионов в нейронах, как и в других клетках организма, имеются транспортные системы, переносящие через мембраны (в т.ч. и через мембраны клеточных органелл) различные метаболиты – аминокислоты, сахара, нейромедиаторы и проч.
Слайд 6
Два механизма активного транспорта
Известны два механизма активного транспорта:
системы
первичного активного транспорта (ионные насосы) с использованием энергии гидролиза
АТФсистемы вторичного активного транспорта (ионные обменники), работающие за счет энергии электрохимических градиентов некоторых ионов (например, Na+ и K+), накопленной в результате работы первичного активного транспорта.
Слайд 7
Механизмы первичного активного транспорта
Системы первичного активного транспорта используют
энергию гидролиза АТФ.
В настоящее время известно четыре типа АТФаз
P-,
V-,
F-
и ATP-binding cassette–типа),
выполняющих разнообразные функции в клетках организмов.
В нервных клетках механизм первичного активного транспорта обеспечивает транспорт ионов через мембрану против их пассивного потока по электрохимическому градиенту, поддерживая тем самым трансмембранную разность потенциалов, определяющую ПП.
Слайд 8
Натрий-калиевый насос
В начале 1950-х г.г., исследуя действие локальных
анестетиков на ионную проводимость нерва краба, Йенс Скоу (Jens
Christian Skou) установил, что фермент АТФаза, встроенный в клеточную мембрану, наиболее эффективно активируется при действии определенной комбинации концентраций ионов Na+, K+ и Mg2+.Используя метод измерения теплопродукции, Й. Скоу также показал при, что нерв краба в состоянии покоя утилизирует энергию АТФ, что косвенно свидетельствовало о протекании реакции окислительного фосфорилирования с участием АТФазы.
?! Й. Скоу лишь высказал неопределенное предположение, что этот фермент каким-то образом связан с транспортом ионов через мембрану и не выдвинул АТФазу на роль непосредственного переносчика ионов.
Слайд 9
Натрий-калиевый насос
Позже Р. Кейнс (Richard Keynes) с соавторами,
используя радиоактивный 24Na+, впервые непосредственно измерил энергозависимый выход этого
иона из аксоплазмы толстого аксона каракатицы Sepia.После длительной стимуляции аксона, погруженного в раствор с радиоактивным 24Na+, измеряли выход этого иона из аксона.
При действии блокатора реакции окислительного фосфорилирования (с участием фермента АТФазы) динитрофенола (ДНФ) выход 24Na+ резко снижался.
После того, как препарат отмывали от блокатора, выход 24Na+ возобновлялся.
Слайд 10
Натрий-калиевый насос
После длительной стимуляции аксона, погруженного в раствор
с радиоактивным 24Na+, измеряли выход этого иона из аксона.
При
действии блокатора реакции окислительного фосфорилирования (с участием фермента АТФазы) динитрофенола выход 24Na+ резко снижался.После того, как препарат отмывали от блокатора, выход 24Na+ возобновлялся.
Выход 24Na+ также снижался при удалении внешнего К+
Слайд 11
Натрий-калиевый насос
Затем в экспериментах с использованием радиоактивного К+,
было показано, что выходящий Na+-поток ассоциирован с одновременным АТФ-зависимым
входом К+ внутрь аксона.Все эти эксперименты окончательно доказали, что фермент АТФаза в мембране аксона выполняет роль энергозависимого Na+/К+-насоса.
Слайд 12
Принцип работы Na+/K+-насоса (Na+/К+-АТФазы)
Переносчик (Na+/K+-насос) выводит из
клетки три иона Na+ и вводит в нее два
иона К+, т.е. является электрогенным, удаляя из клетки суммарный положительный заряд и тем самым дополнительно (к механизму поддержания ПП) гиперполяризуя мембрану на несколько мВ.На внутренней стороне мембраны переносчик расщепляет АТФ, связывается с остатком фосфата и тремя ионами Na+ и переносит их наружу.
На внешней стороне мембраны переносчик теряет остаток фосфата, связывается с двумя ионами К+ и переносит их внутрь клетки.
Слайд 13
Принцип работы Na+/K+-насоса (Na+/К+-АТФазы)
На внутренней стороне мембраны
переносчик расщепляет АТФ, связывается с остатком фосфата и тремя
ионами Na+ и переносит их наружу.На внешней стороне мембраны переносчик теряет остаток фосфата, связывается с двумя ионами К+ и переносит их внутрь клетки.
внутри клетки
снаружи
Слайд 14
Принцип работы Na+/K+-насоса (Na+/К+-АТФазы)
На внутренней стороне мембраны
переносчик расщепляет АТФ, связывается с остатком фосфата и тремя
ионами Na+ и переносит их наружу.На внешней стороне мембраны переносчик теряет остаток фосфата, связывается с двумя ионами К+ и переносит их внутрь клетки.
Слайд 15
Электрогенность Na+/K+-насоса
(В) При инъекции Na+ Na+/K+-насос выводит из
клетки три иона Na+ и вводит в нее два
иона К+, что приводит к гиперполяризации мембраны.Инъекция Li+ не сопровождается гиперполяризацией.
Слайд 16
Электрогенность Na+/K+-насоса
(С) При действии уабаина (ouabain) гиперполяризация существенно
ослабляется.
Слайд 17
Электрогенность Na+/K+-насоса
(D) Удаление К+ блокирует насос, и гиперполяризации
не наблюдается до тех пор, пока уровень К+ не
восстанавливается.Слайд 18 Na+/К+-АТФаза относится к группе P-АТФаз (от Phosphorylation), у
которых специальный регуляторный участок (остаток аспарагиновой кислоты) активируется в
результате его обратимого фосфорилирования при отщеплении фосфата от АТФ.Молекулярная структура Na+/K+-АТФазы
Слайд 21 Na+/К+-АТФаза состоит из двух субъединиц - - (с
молекулярной массой около 100 кД) и - (с массой
около 35 кД), образующих тетрамер ()2 .Идентифицировано 3 изоформы - и 2 изоформы - субъединицы
Молекулярная структура Na+/K+-АТФазы
Слайд 22
включает несколько мест связывания с субстратом:
участок фосфорилирования,
участок связывания
АТФ,
участок связывания одновалентных катионов,
участок связывания уабаина.
Молекулярная структура Na+/K+-АТФазы
Слайд 23
Са2+-насос (Са2+-АТФаза)
является АТФазой P-типа, выводящей Са2+ из цитоплазмы.
Эта АТФаза (наряду с Na+/Ca2+-обменником) выполняют главную функцию по
поддержанию низкого уровня внутриклеточного Са2+, необходимого для обеспечения внутриклеточных путей сигнализации.Существуют две разновидности Са2+-АТФаз
Са2+-АТФазы плазматической мембраны при фосфорилировании переносят один ион Са2+ во внеклеточное пространство.
Слайд 24
Са2+-насос (Са2+-АТФаза)
Существуют две разновидности Са2+-АТФаз
Са2+-АТФазы эндоплазматического (в нейронах)
и саркоплазматического (в мышечных клетках) ретикулумов, а также митохондрий
при фосфорилировании переносят два иона Са2+ из цитоплазмы (саркоплазмы) в перечисленные внутриклеточные мембранные структуры.SERCA - Sarco/Endoplasmic Reticulum Ca2+-ATPase
Слайд 25
Са2+-насос (Са2+-АТФаза)
Са2+-АТФазы эндоплазматического (в нейронах) и саркоплазматического (в
мышечных клетках) ретикулумов, а также митохондрий при фосфорилировании переносят
два иона Са2+ из цитоплазмы (саркоплазмы) в перечисленные внутриклеточные мембранные структуры.The calcium binding site is in a tunnel formed by four alpha helices, which cross straight through the membrane. This illustration, from PDB entry 1eul, shows a view down the helices. The two calcium ions, shown as blue-green spheres, are held by a collection of amino acids, shown in balls-and-sticks, that coordinate it from all sides. The protein is far less stable when these calcium ions are removed. It was solved by adding a drug molecule that binds near the calcium-binding site and freezes the protein into a stable, but non functioning, form.
Слайд 26
Са2+-насос (Са2+-АТФаза)
Существуют две разновидности Са2+-АТФаз
! Еще одно отличие.
Са2+-АТФаза
плазматической мембраны регулируется внутриклеточным комплексом Са2+/калмодулин (Са2+-активируемый белок), который
связывается со специальным участком на внутриклеточной петле насоса.Такая регуляция обеспечивает быструю активацию Са2+-АТФазы плазмалеммы при увеличении внутриклеточной концентрации Са2+.
Слайд 27
Са2+-насос (Са2+-АТФаза)
Обе формы Са2+-АТФазы (плазматическая и «органельная») представлены
одиночной полипептидной цепочкой с молекулярной массой около 100 кД,
которая сходна по своей структуре с -субъединицей Na+/К+-АТФазы.Системы первичного активного транспорта Са2+ являются высокоаффинными (высокая степень связывания катиона), но относительно медленными по сравнению с системой вторичного активного транспорта этого катиона.
Слайд 28
Протонный насос
В мембранах клеточных органелл (лизосом, эндосом, а
также синаптических везикул) протонный насос Н+-АТФаза V-типа (от англ.,
Vacuolar) с использованием энергии гидролиза АТФ переносит внутрь органелл Н+, поддерживая в них низкий уровень PH.Протонный градиент, направленный из синаптических везикул в цитоплазму, используется для транспорта молекул медиаторов внутрь везикул.
Слайд 29
Протонный насос
Кроме того в мембранах митохондрий содержится Н+-АТФаза
F-типа, работающая в «обратном» направлении: этот фермент синтезирует АТФ
из АДФ и остатка фосфата при движении протонов по концентрационному градиенту из матрикса митохондрий в цитоплазму.
Слайд 30
АТФазы в других клетках
Магниевый насос
В мембранах эритроцитов выделена
Mg2+-АТФаза P-типа, которая с использованием энергии АТФ выводит наружу
ионы Mg2+.Протон-калиевый насос
В мембранах эпителиальных клеток желудка выделена H+/К+-АТФаза P-типа. По своей структуре она сходна с Na+/К+-АТФазой.
В отличие от последней эта АТФаза не является электрогенной, поскольку выводит один ион H+ наружу и один ион К+- внутрь клетки, не нарушая при этом баланс зарядов по обе стороны мембраны.
Слайд 31
АТФазы в других клетках
АТФаза F-типа в плазматической мембране
бактерий
является аналогом Н+-АТФазы F-типа, которая в мембранах митохондрий синтезирует
АТФ из АДФ и остатка фосфата с использованием энергии протонного градиента.В отличие от Н+-АТФазы митохондрий АТФаза мембран бактерий использует энергию градиента Na+, направленного внутрь клетки и по сути является Na+-АТФазой F-типа.
Слайд 32
АТФазы в других клетках
Хлорный насос
Хлорная АТФаза, переносящая ионы
Cl- из цитоплазмы во внеклеточное пространство, является представителем группы
разнообразных АТФаз четвертого типа, называемых в англоязычной литературе ATP-binding cassette transporters (переносчики с АТФ-связывающей кассетой).Кроме транспорта Cl- эти насосы выполняют разнообразные функции:
обеспечивают проницаемость гликопротеинов через мембраны;
2) выводят из клеток токсические метаболиты, обеспечивая тем самым, например, устойчивость раковых клеток при химиотерапии;
3) запускают иммунный ответ клеток против чужеродных белков, осуществляя антиген-пептидный транспорт из цитозоля в эндоплазматический ретикулум.
Хлорные АТФазы обнаружены в культуре клеток мозга, что указывает на возможность существования первичных механизмов транспорта хлора. Однако до настоящего времени такие транспортные системы пока еще не найдены в нервной ткани.
Слайд 33
Транспорт других катионов
Среди группы P-АТФаз также известны насосы,
переносящие через мембраны клеток другие катионы:
Ag+ и Ag2+,
Zn2+,
Co2+,
Pb2+,
Ni2+,
Cd2+,
Cu+ и
Cu2+.
Слайд 34
Механизмы вторичного активного транспорта
Переносят некоторые ионы и низкомолекулярные
соединения (например, медиаторы) против их концентрационных градиентов, используют энергию
электрохимических градиентов других ионов (например, K+ и Na+), аккумулированную в результате работы первичного активного транспорта.Подразделяют на ко-транспортеры и ионные обменники:
Ко-транспортеры обеспечивают перенос одних ионов против их концентрационного градиента в том же направлении, в котором движутся другие ионы по своим концентрационным градиентам.
Обменники обеспечивают перенос одних ионов против их концентрационного градиента за счет движения других ионов (по их концентрационному градиенту) в противоположном направлении. Такой механизм вторичного активного транспорта называют также антипортом (antiport).
Слайд 35
Ко-транспортеры и ионные обменники
Ко-транспортеры (cotransporter) обеспечивают перенос одних
ионов против их концентрационного градиента в том же направлении,
в котором движутся другие ионы по своим концентрационным градиентам.
Обменники (exchanger) обеспечивают перенос одних ионов против их концентрационного градиента за счет движения других ионов (по их концентрационному градиенту) в противоположном направлении.
Слайд 36
Ко-транспортеры и ионные обменники
Ко-транспортеры (cotransporter) обеспечивают перенос одних
ионов против их концентрационного градиента в том же направлении,
в котором движутся другие ионы по своим концентрационным градиентам.
Слайд 37
Ко-транспортеры и ионные обменники
Обменники (exchanger) обеспечивают перенос одних
ионов против их концентрационного градиента за счет движения других
ионов (по их концентрационному градиенту) в противоположном направлении.
Слайд 38
Регуляция внутриклеточной концентрации Са2+
Na+/Ca2+-обменник
при значительной деполяризации может работать
в противоположном направлении
3 Na+
1 Ca2+
Слайд 39
Регуляция внутриклеточной концентрации Са2+
Na+/Ca2+-K+-обменник в мембранах фоторецепторов сетчатки
Благодаря
дополнительной энергии градиента для К+ Na+/Ca2+-К+-обменник может поддерживать в
фоторецепторах очень низкий уровень концентрации внутриклеточного Са2+ (около 1 нМ) в условиях низкого уровня ПП (-40 мВ).Обычный Na+/Ca2+-обменник в условиях такого низкого уровня ПП способен снизить уровень Са2+ только до уровня около 400 нМ.
Слайд 40
Регуляция внутриклеточной концентрации Са2+
Система вторичного активного транспорта Са2+
является низкоаффинной (низкая степень связывания катиона), но относительно быстрой
по сравнению с системой первичного активного транспорта этого катиона.Эффективность этого обменника примерно в 50 раз выше, чем у Са2+-АТФазы из-за более высокой плотности этих молекул в мембране. Na+/Ca2+-обменник играет важную роль в условиях массированного входа в клетку, вызванного повышенной электрической активностью, когда активности Са2+-АТФазы недостаточно для регуляции концентрации внутриклеточного Са2+.
С другой стороны Са2+-АТФазы активны в условиях низких (меньше 1 мкМ) концентраций внутриклеточного Ca2+, что обеспечивает тонкую регуляцию концентрации Са2+.
Слайд 41
Регуляция внутриклеточной концентрации Сl-
К+/Cl--ко-транспортная система выводит Cl- из
клетки за счет градиента ионов К+ и не зависит
от внеклеточной концентрации Na+. Эта транспортная система необходима для восстановления нормальной внутриклеточной концентрации Cl- в результате постсинаптической гиперполяризации.
Слайд 42
Регуляция внутриклеточной концентрации Сl-
Высокая концентрация внутриклеточного Cl- при
развитии нейронов поддерживается благодаря работе одной из двух изоформ
Na+/К+/2Cl--ко-транспорта, переносящего внутрь клетки два иона Cl- и один ион К+ за счет градиента ионов Na+, направленного внутрь.
Слайд 43
Регуляция внутриклеточного уровня pH
Электрическая активность нейронов и внутриклеточный
pH находятся в реципрокных отношениях:
увеличение электрической активности вызывает быстрые
изменения pH и, наоборот, флуктуации pH влияют на выделение медиаторов из нейронов и на частоту их импульсации.
Механизмы регуляции внутриклеточного уровня pH в нейронах и глиальных клетках принципиально сходны с таковыми в других клетках и обеспечиваются главным образом четырьмя различными системами вторичного активного транспорта.
Слайд 44
Регуляция внутриклеточного уровня pH
1) Внутриклеточный уровень pН поддерживается
благодаря Na+/Н+-обменнику, транспортирующего через мембрану один ион Na+ в
цитоплазму (по концентрационному градиенту) один ион Н+ из цитоплазмы.
Слайд 45
Регуляция внутриклеточного уровня pH
2) Внутриклеточный уровень pН поддерживается
Na+-зависимым Cl-/HCO3- -обменником, который выводит ионы Cl- и Н+
наружу, а ионы Na+ и HCO3- - внутрь клетки.Таким образом, кроме вклада в регуляцию рН этот обменник также поддерживает низкую концентрацию Cl- в цитоплазме.
Слайд 46
Регуляция внутриклеточного уровня pH
Ион HCO3- выполняет в клетке
роль буфера протонов.
3) HCO3- транспортируется посредством Na+/HCO3--ко-транспорта за счет
градиента Na+4) и Na+-независимым Cl−/HCO3--обменником
за счет градиента Cl−
Слайд 47
Транспорт медиаторов из внеклеточного пространства в цитоплазму
Транспорт медиаторов
через мембраны нейронов и глиальных клеток, а также через
мембраны клеточных органелл обеспечивается специальными системами вторичного активного транспорта.Транспортеры медиаторов характеризуются высокой аффинностью и способностью быстро переносить молекулы медиаторов.
Они представляют собой белки, состоящие из 500-800 аминокислот, и локализованы в пре- и постсинаптических мембранах нейронов, а также в мембранах глиальных клеток – астроцитов.
Слайд 48
Транспорт медиаторов из внеклеточного пространства в цитоплазму
Транспортеры медиаторов
подразделяются на два семейства (см. табл.):
1) Na+/Cl--зависимые (А)
2)
и Na+/K+-зависимые (Б)
Слайд 50
Транспорт медиаторов из внеклеточного пространства в цитоплазму
Схематичная структурная
организация медиаторных транспортеров
А - схематичная топология Na+/Cl--зависимых транспортеров, отражающая
12 трансмембранных доменов, соединяющих внутри- и внеклеточные петли. У-образные фрагменты на большой внеклеточной петле между 3-м и 4-м доменами предположительно представляют собой N-гликозилированные остатки аспарагиновой кислоты.(по Masson J, Sagne C, Hamon M, Mestikawy SEL (1999) Neurotransmitter transporters in the central nervous system. Pharmacol Rev 51:439–464).
Слайд 51
Транспорт медиаторов из внеклеточного пространства в цитоплазму
Схематичная структурная
организация медиаторных транспортеров
Б - схематичная топология Na+/К+-зависимых глутаматных транспортеров,
отражающая 8 трансмембранных доменов, входящую извне шпилькообразную петлю (A и B), которая напоминает ионпроводящую пору ионного канала, фрагмент С соединяет домен 8 с остальной частью молекулы(по Masson J, Sagne C, Hamon M, Mestikawy SEL (1999) Neurotransmitter transporters in the central nervous system. Pharmacol Rev 51:439–464).
Слайд 52
Транспорт медиаторов из цитоплазмы в везикулы
Транспорт медиаторов
в секреторные везикулы обеспечивается специальными системами вторичного активного транспорта
– везикулярными транспортерами медиаторов, которые представляют собой белки, состоящие из 500-600 аминокислот.Транспорт большинства медиаторов из цитоплазмы внутрь везикул осуществляется с использованием градиента протонов, направленного из везикулы в цитоплазму.
В свою очередь электрохимический градиент протонов формируется в результате работы Н+-АТФазы V-типа.
Этот градиент включает химический (концентрационный градиент) и электрический (разность потенциалов) компоненты.
В зависимости от транспортера оба или только один из этих компонентов могут использоваться в качестве источника энергии для транспорта медиатора.
Слайд 53
Везикулярные транспортеры медиаторов
Везикулярные транспортеры медиаторов включают три семейства
(см. табл.), переносящие
1) ГАМК и глицин,
2) амины,
включая ацетилхолин3) и L-глутамат.
Слайд 56
Везикулярные транспортеры медиаторов
Транспортеры (B) ГАМК и глицина и
(A) аминов (включая ацетилхолин) являются обменниками и переносят медиаторы
внутрь везикул за счет энергии электрохимического градиента протонов, выходящих в цитоплазму, включающей1) энергию концентрационного градиента протонов (H+antiport), и
2) энергию мембранного потенциала (между содержимым везикулы и цитоплазмой) (Δψ driven uniport).
Слайд 57
Везикулярные транспортеры медиаторов
В отличие от транспортеров двух первых
семейств переносчики третьего семейства используют только электрический компонент протонного
градиента (Δψ driven uniport) - разность потенциалов между содержимым везикулы и цитоплазмой. При этом не отмечается сопряженный выход протонов из везикулы в цитоплазму.!!! На рис. ошибочно указан выход протонов
Слайд 58 Транспортеры могут выступать в роли ионных каналов, а
ионные каналы могут выступать в роли транспортеров
!? Часть молекулы
транспортера может функционировать как ионный канал и, наоборот, ионный канал может проявлять активность транспортера Transporters as Channels (2007) Louis J DeFelice and Tapasree Goswami. Annu Rev Physiol 69:87–112.
Слайд 59
Транспортеры могут выступать в роли ионных каналов
Обнаружен токсин,
который предположительно блокирует Na+/K+-АТФазу, превращая ее в ионный канал,
проводящий ионы Na+ и K+.Некоторые транспортеры демонстрируют канал-подобные свойства, обуславливающие короткие электрические события, сопоставимые с дискретными событиями в обычных ионных каналах.
Например, показано, что молекула глутаматных транспортеров группы EAAC включает ионный канал, проницаемый для Cl−,
а дофаминовый транспортер демонстрирует ионные токи, также специфичные для Cl−.
