Описание раздела
В книге известного американского специалиста на основе новейших данных изложены современные представления о структуре мембран и их отдельных компонентов, описаны подходы к анализу механизмов работы мембранных систем клетки. Книга может быть использована как руководство по мембранологии. Для специалистов - биохимиков, биофизиков, физиологов, фармакологов и студентов старших курсов биологических факультетов. Оглавление Предисловие к русскому изданию Предисловие Глава 1. Введение: структура и состав биологических мембран 1.1. Роль мембран и их разнообразие 1.2. Исторический очерк 1.3. Морфология мембран 1.3.1. Дифракция рентгеновских лучей 1.3.2. Электронная микроскопия Дополнение 1.1 1.4. Выделение мембран 1.4.1. Разрушение клеток 1.4.2. Разделение мембран Дополнение 1.2 1.4.3. Критерии чистоты мембранных фракций 1.5. Состав мембран 1.5.1. Мембранные липиды 1.5.2. Многообразные функции мембранных липидов 1.5.3. Мембранные белки 1.6. Резюме Глава 2. Структура и свойства мембранных липидов 2.1. Жидкие кристаллы 2.2. Водно-липидные смеси Дополнение 2.1 2.2.1. Гидратация липидов 2.2.2. Фазовые диаграммы однокомпонентных водно-липидных систем 2.2.3. Два метода изучения липидного полиморфизма 2.2.4. Ориентация полярных головок липидов в бислое 2.2.5. Конфигурация и упаковка ацильных цепей в бислое 2.2.6. Методы исследования гидрофобной области бислоя 2.3. Термодинамика полиморфизма липидных структур 2.3.1. Гидрофобные силы 2.3.2. Образование мицелл 2.3.3. Форма мицелл: почему образуется бислой? 2.3.4. Форма липидных молекул 2.4. Фазовые переходы в липидных системах 2.4.1. Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) Дополнение 2.2 2.4.2. Липидные смеси 2.5. Модельные мембранные системы 2.5.1. Монослои на границе раздела фаз воздух -вода 2.5.2. Монослои на твердой подложке 2.5.3. Плоские бислойные мембраны 2.5.4. Плоские бислойные мембраны на твердой подложке 2.5.5. Липосомы 2.6. Резюме Глава 3. Мембранные белки: характеристика и структурные принципы 3.1. Структура мембранных белков 3.2. Очистка мемебранных белков 3.2.1. Детергенты 3.3. Характеристика очищенных интегральных мембранных белков 3.3.1. Молекулярная масса субъединиц (электрофорез в ПААГ) 3.3.2. Определение молекулярной массы нативного белка с помощью гидродинамических методов 3.3.3. Метод радиационной инактивации 3.3.4. Спектральные методы и вторичная структура 3.3.5. Ферментативная активность 3.3.6. Четвертичная структура и химическое сшивание 3.4. Изучение трехмерной структуры с помощью рентгеновской дифракции и реконструкции изображения 3.4.1. Кристаллизация мембранных белков 3.4.2. Реконструкция изображения и двумерные кристаллы Дополнение 3.1 3.5. Три примера структурных исследований мембранных белков 3.5.1. Структура фотосинтетических и реакционных центров 3.5.2. Структура бактериородопсина 3.5.3. Структура поринов 3.6. Принципы структурной организации мембранных белков и способы ее предсказания для трансмембранных белков 3.6.1. Мембранные белки - это амфифильные соединения 3.6.2. Ионизируемые аминокислотные остатки в трансмембранных сегментах 3.6.3. Заряженные аминокислоты в сегментах, экспонированных в водную среду 3.6.4. Особая роль пролина? 3.6.5. Способы идентификации первичных амфифильных структур 3.6.6. Способы идентификации вторичных амфифильных структур 3.7. Пептиды -модели мембранных белков 3.7.1. Природные пептиды 3.7.2. Модельные синтетические пептиды 3.8. Мембранные белки, ковалентно связанные с липидами 3.9. Мембранные белки, ковалентно связанные с углеводами 3.10. Резюме Глава 4. Ассиметрия мембран 4.1. Введение 4.2. Топография мембранных белков 4.2.1. Методология 4.2.2. Примеры анализа топографии мембранных белков 4.3. Цитоскелет 4.3.1. Микрофиламенты 4.3.2. Промежуточные филаменты 4.3.3. Микротрубочки 4.3.4. Мембрана и цитоскелет эритроцитов 4.4. Трансмембранная асимметрия липидов 4.4.1. Методы установления трансмембранного распределения липидов 4.4.2. Примеры липидной асимметрии 4.4.3. Трансмембранная миграция липидов 4.5. Латеральная гетерогенность мембран 4.5.1. Макроскопические домены и барьеры в плазматической мембране 4.5.2. Тилакоидные мембраны 4.5.3. Вирусы с оболочкой 4.5.4. Липидные микродомены 4.6. Резюме Глава 5. Динамическое поведение мембранных систем и липидно-белковые взаимодействия 5.1. Введение 5.1.1. Некоторые простые модели движения мембранных компонентов 5.2. Текучесть мембран и применение мембранных зондов 5.2.1. Физиологическое значение текучести мембран 5.2.2. Характер и скорости движений, измеряемых с помощью 2Н-ЯМР, ЭПР и флуоресцентных зондов 5.2.3. Спиновые метки, использующиеся для измерения текучести мембран 5.2.4. Флуоресцентные зонды, использующиеся для измерения текучести мембран Дополнение 5.1 5.3. Вращение мембранных белков 5.3.1. Примеры вращения белков Дополнение 5.2 5.4. Латеральная диффузия липидов и белков в мембранах 5.4.1. Модели, описывающие латеральную диффузию 5.4.2. Примеры латеральной диффузии компонентов мембран 5.5. Липидно-белковые взаимодействия 5.5.1. Связывание липидов с внутримембранными белками в бислое Дополнение 5.3 5.5.2. Изменения в липидном бислое, связанные с присутствием интегральных мембранных белков Дополнение 5.4 5.5.3. Динамические свойства остова мембранных белков и их боковых цепей 5.5.4. Связывание периферических мембранных белков с липидным бислоем 5.6. Резюме Глава 6. Мембранная энзимология 6.1. Введение 6.2. Некоторые специфические положения, имеющие отношение к активности мембранных ферментов 6.3. Реконструкция мембранных ферментов Дополнение 6.1 6.3.1. Некоторые характеристики реконструированных белково-фосфолипидных везикул (протеолипосом) 6.4. Влияние липидов на активности мембраносвязанных ферментов 6.5. Некоторые примеры липидзависимых ферментов 6.5.1. В-Гидроксибутиратдегидрогеназа (БДГ) 6.5.2. Пируватоксидаза 6.5.3. Са + -АТРаза 6.5.4. Na + К + -АТРаза 6.5.5. Переносчик глюкозы 6.6. Мембраносвязанные электронтранспортные цепи 6.6.1. Системы синтеза стероидов в митохондриях 6.6.2. Микросомные электронтранспортные цепи 6.6.3. Дыхательная система митохондрий 6.6.4. Фотосинтетическая электронтранспортная система тилакоидов 6.7. Взаимодействия между мембранами и растворимыми ферментами 6.7.1. Растворимые ферменты, которые при необходимости могут связываться с мембраной Дополнение 6.2 6.7.2. Растворимые ферменты или ферментные ансамбли, которые in vivo могут быть ассоциированы с мембраной 6.7.3. Факторы свертывания крови - внеклеточные ферменты, активируемые связыванием с мембраной 6.7.4. Фосфолипазы - растворимые ферменты, катализирующие расщепление мембраносвязанных субстратов Дополнение 6.3 6.8. Резюме Глава 7. Взаимодействие низкомолекулярных соединений с мембранами: пространственное разделение, проницаемость и электрические эффекты 7.1. Введение 7.1.1. Анализ адсорбции лигандов на бислое 7.1.2. Классы лигандов, способных взаимодействовать с липидным бислоем 7.2. Проницаемость липидных бислойных мембран для неэлектролитов 7.2.1. Приницаемость для воды 7.3. Электрические свойства мембран 7.3.1. Работа, совершаемая при переносе иона внутрь бислойной мембраны 7.3.2. Потенциал внутренних диполей 7.3.3. Поверхностный потенциал мембраны Дополнение 7.1 7.4. Трансмембранный потенциал 7.4.1. Измерение трансмембранного потенциала 7.4.2. Концепция энергизованной мембраны 7.5. Проницаемость липидных бислойных мембран для ионов 7.5.1. Проницаемость для протонов 7.5.2. Ионофоры 7.6. Резюме Глава 8. Поры, каналы и переносчики 8.1. Общие положения 8.1.1. Каналы и переносчики: разнообразие функций Дополнение 8.1 8.1.2. Каналы и переносчики как ферменты: применение теории скоростей 8.1.3. Анализ стационарного состояния Дополнение 8.2 8.1.4. Регистрация тока, протекающего через одиночный канал: встраивание в плоские мембраны и метод пэтч-кламп Дополнение 8.3 8.1.5. Небольшие молекулы, используемые в качестве моделей каналов и пор 8.2. Несколько примеров пор и каналов 8.2.1. Щелевые контакты 8.2.2. Ядерные поровые комплексы 8.2.3. Порины 8.2.4. Никотиновый ацетилхолиновый рецептор (nAChR- канал) 8.2.5. Потенциалзависимый натриевый канал 8.2.6. Кальциевый канал 8.2.7. Заключение 8.3. Некоторые унипортеры, симпортеры и антипортеры 8.3.1. Переносчик глюкозы из мембраны эритроцита 8.3.2. Лактозопермеаза из Е. coli Дополнение 8.4 8.3.3. Белок полосы 3 -анионный переносчик из мембраны эритроцитов 8.3.4. Группа митохондриальных переносчиков 8.4. Несколько примеров активных переносчиков, использующих энергию гидролиза АТР или фосфоенолпирувата 8.4.1. Переносчики катионов плазматической мембраны (E1E2-типа): ATP-зависимые ионные насосы 8.4.2. АТРазы F1F0-типа из митохондрий, хлоропластов и бактерий 8.4.3. Три других класса переносчиков 8.5. Активные транспортные системы, сопряженные с процессом переноса электронов или поглощением света 8.5.1. Цитохром с-оксидаза: протонный редокс-насос 8.5.2. Бактериородопсин: Н+ -насос, использующий энергию света 8.6. Мембранные поры, создаваемые экзогенными агентами 8.6.1. Токсины и цитолитические белки 8.6.2. Пермеабилизация при помощи детергентов 8.6.3. Пермеабилизация при помощи осмотического шока . 8.6.4. Пермеабилизация под действием электрического поля 8.6.5. Пермеабилизация за счет образования дефектов упаковки мембранных компонентов 8.7. Резюме Глава 9. Клеточная поверхность: рецепторы, рециклирование мембран и передача сигналов 9.1. Введение 9.2. Поверхность животной клетки 9.3. Рецепторы, определяющие клеточную адгезию 9.3.1. Связывание бактерий с гликолипидами 9.3.2. «Хоминг» лимфоцитов; стволовым кроветворным клеткам тоже нужны гликопроизводные 9.3.3. Молекулы, участвующие в клеточной адгезии 9.3.4. Рецепторы, участвующие в межклеточных взаимодействиях при иммунном ответе 9.3.5. Интегрины - семейство рецепторов, которые связываются с компонентами внеклеточного матрикса и белками адгезии Дополнение 9.1 9.3.6. Другие способы связывания с матриксом и белками адгезии 9.4. Повторное использование (рециклирование) мембран и эндоцитоз с участием рецепторов 9.4.1. Общие свойства эндоцитозного пути 9.4.2. Сортировка компонентов комплекса рецептор - лиганд 9.4.3. Клатрин 9.4.4. Некоторые примеры интернализуемых рецепторов 9.5. Слияние мембран 9.5.1. Работы с липидными везикулами Дополнение 9.2 9.5.2. Изучение белков, входящих в состав шиповидных структур оболочки вирусов Дополнение 9.3 9.6. Рецепторные системы бактерий обладают некоторыми свойствами, присущими и высшим организмам 9.6.1. Рецепторы, ответственные за хемотаксис Е. coli 9.6.2. Рецепторы, участвующие в активации транскрипции 9.7. Передача сигналов в животных клетках 9.7.1. Первичный ответ и семейства рецепторов 9.7.2. G-белки 9.7.3. Обновление фосфатидилинозитола и вторые посредники 9.7.4. Фосфорилирование рецепторов и десенсибилизация 9.7.5. Некоторые рецепторы, принимающие участие в передаче сигналов в животных клетках 9.8. Онкогены и передача сигнала 9.9. Резюме Глава 10. Биогенез мембран 10.1. Введение 10.2. Общие особенности экзоцитозного пути Дополнение 10.1 10.3. Характерные особенности биосинтеза мембранных белков Дополнение 10.2 10.3.1. Нужны ли для переноса белков каналы? 10.3.2. Полипептидные сигналы, отвечающие за сортировку белков и встраивание их в мембраны 10.3.3. Сигнальные пептидазы 10.3.4. Растворимые и мембраносвязанные белки, необходимые для переноса 10.3.5. Сборка мультисубъединичных комплексов и обновление мембранных белков Дополнение 10.3 10.4. Биосинтез и распределение мембранных липидов 10.4.1. Где синтезируются мембранные липиды? 10.4.2. Транспорт липидов от места их синтеза 10.4.3. Обновление фосфолипидов 10.5. Изменения липидного состава мембран в ответ на изменения условий окружающей среды 10.6. Резюме Приложение Литература Предметный указатель
