1 / 50

MEDŽIAGŲ PERNEŠIMAS PRO BIOLOGINES MEMBRANAS

MEDŽIAGŲ PERNEŠIMAS PRO BIOLOGINES MEMBRANAS. Dr. doc. J. Kadziauskas ,VU. KAIP PRO TOKIĄ PRAEITI??. Pernaša pro membranas. Fosfolipidinis dvisluoksnis nelaidus hidrofilinėms medžiagoms Fosfolipidinis dvisluoksnis praleidžia hidrofobines medžiagas. Pernaša per biologines membranas.

kimball
Download Presentation

MEDŽIAGŲ PERNEŠIMAS PRO BIOLOGINES MEMBRANAS

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. MEDŽIAGŲ PERNEŠIMAS PRO BIOLOGINES MEMBRANAS Dr. doc. J. Kadziauskas,VU

  2. KAIP PRO TOKIĄ PRAEITI??

  3. Pernaša pro membranas • Fosfolipidinis dvisluoksnis nelaidus hidrofilinėms medžiagoms • Fosfolipidinis dvisluoksnis praleidžia hidrofobines medžiagas

  4. Pernaša per biologines membranas • Pagal mechanizmą skirstoma: • paprasta difuzija • palengvinta difuzija • Pagal energetinius kriterijus skirstoma: • pasyvi pernaša • aktyvi pernaša

  5. Pasyvi difuzija • Nereikalingi specialūs baltymai • Medžiagos ištirpsta fosfolipidiniame dvisluoksnyje ir pasiskirsto abiejose membranos pusėse

  6. Palengvinta difuzija • Dalyvauja specialūs baltymai • Yra slopikliai, kurie lėtina pernešimą

  7. Palengvintos difuzijos metu medžiagos yra pernešamos • 1. Pro kanalus

  8. Palengvintos difuzijos metu medžiagos yra pernešamos • 2. Nešiklių pagalba

  9. Medžiagos juda prieš jų koncentracijos gradientą Pernešimui panaudojama energija Pernešime dalyvauja specialūs baltymai Energijos panaudojimo ir pernašos sistemos yra susijusios Aktyvi pernaša

  10. Pirminės aktyvios pernašos metu panaudojami šie energijos šaltiniai • 1. ATP • 2. Saulės šviesos energija • 3. Oksidacijos redukcijos reakcijos metu išsiskyrusi energija

  11. Antrinė aktyvi pernaša

  12. Nešikliai Valinomicinas

  13. Jonų kanalai GRAMICIDINAS A

  14. Maltoporinas

  15. Jonų kanalai • 1890m. Ostwald – elektriniai reiškiniai ant ląstelių membranų susiję su jonų pernešimų per membranas • 1925m. Michaelis pasiūlė siaurų jonų kanalų buvimą • ~1950m. Hodgkin ir Huxley tyrė jonų pernašą kalmaro gigantiškuose aksonuose, pasiūlė potencialo valdomų Na+ ir K + kanalų buvimą

  16. Jonų kanalai • Nervinio impulso perdavime • Raumenų susitraukime • Ląstelių susiliejimo procesuose • Ląstelės osmotiškumo palaikyme

  17. 2003m. Nobelio premija chemijos srityje “jonų kanalų struktūros ir mechanizmų tyrimai” Roderic MacKinnon g. 1956m Berlingtone JAV • Hovardo Hughes Medicinos Institutas • Molekulinės Neurobiologijos ir Biofizikos laboratorija • Rokfelerio Universitetas, Niujorkas, JAV

  18. Kalio jonų Vandens kanalas kanalas

  19. Kalio jonų kanalai • 1998m. MacKinnon nustatė erdvinę KcsA K+ kanalo išskirto iš Streptomyces lividans struktūrą • Keturi subvienetai • Polipeptidinė grandinė 2 TM • Reguliuojamas pH

  20. Selektyvumo filtras Hidrofobinis kanalas Neigiamai įkrautos aminorūgštys

  21. Selektyvumo filtras

  22. Selektyvumo filtras • Katalizuoja • Dehidrataciją • Pernešimą • Hidrataciją Laikas 10ns

  23. Potencialo valdomi kanalai“gyvieji tranzistoriai” • Kanalas KvAP iš termofilinių bakterijų Aeropyrum pernix • Polipeptidinė grandinė 6TM segmentai • Įtampos sensorius S4 • Selektyvumo filtras • Kanalas sudarytas iš 4 subvienetų

  24. Įtampos jutiklis

  25. Shaker šeimos K kanalas Kv1.2 • Žinduolių kanalo struktūra nustatyta 2005 • Skiriamoji geba 2,9 A • Smegenų K kanalas ekspresuotas mielėse

  26. Kv1.2 kanalas /Shaker/ T1 Domenas Subvienetai NADP Nature,309,5August, 2005

  27. Atidarytas Uždarytas

  28. Vandens kanalai • Vandens kanalų buvimas postuluotas 19a. viduryje (Brucke, Ostwald, Pfeffer) • 1988m. P.Agre iš eritrocitų membranų ir inkstų kanalėlių išskyrė nežinomos funkcijos baltymą CHIP28 • Genetinė ir baltyminė analizė parodė, kad tai gali būti ieškomas vandens kanalas akvaporinas AQP • 1992m. Baltymą ekspresavo Xenopus oocituose • 1992m. Baltymą įjungė į liposomas, inhibavo Hg2+ • 2000-2001 nustatyta 3D struktūra

  29. 2003m. Nobelio premija chemijos srityje “vandens kanalų atradimą’’ Peter Agreg. 1949m Minesota JAV • Johns Hopkins Universitetas, • Medicinos mokykla • Baltimorė JAV2005.11.10

  30. Vandens kanalai • Žmogaus organizme minimum 11 AQP • Augaluose apie 35 AQP • Funkcijos • Inkstuose vandens reabsorbcijai • Eritrocituose • Augalų šaknyse

  31. Nature,387,624,1997,

  32. Vandens poros struktūra Hg His Gly Nature,407, October 2000

  33. Nature,407, October 2000 Ile60(II) Val176(V) Phe24(I) Leu149(IV) Asn76 Asn192

  34. Nature,407, October 2000 Spiralė HE Asn Spiralė HB

  35. Nature,407, October 2000

  36. Aktyvi pernaša • ATPazės • Pompos • Siurbliai

  37. Jonus pernešančios ATPazės

  38. P tipo ATPazės • Na+/K + ATPazė • Ca2 + ATPazė • H +/K + ATPazė

  39. P tipo ATPazės • Pernešimo metu fosforilinama Asp aminorūgštis • Fermentas turi du būvius E1 ir E2 • Būviai turi skirtingą giminingumą jonams • ATP hidrolizės energija naudojama fermento konfomacijai pakeisti • Baltymas joną paima vienoje membranos pusėje, o atiduoda kitoje

  40. Na+,K+ ATPazė

  41. Projektas Inovatyvūs mokymo(si) metodai ir naujausios technologijos gamtos  mokslų bakalaurų rengimui Projektą finansuoja Europos Socialinis Fondas Projekto vykdytojai Vytauto Didžiojo Universitetas Lietuvos Miškų Institutas

More Related