Биомембраны: молекулярная структура и функции - Геннис Р.

Биомембраны: молекулярная структура и функции - Геннис Р.Год выпуска: 1997


Автор: Геннис Р.


Жанр: Биофизика


Формат: DjVu


Качество: OCR


Описание: 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.

Книга «Биомембраны: молекулярная структура и функции» принадлежит к хорошо зарекомендовавшей себя серии «Springer Advanced Text in Chemistry». Ее автор — один из известнейших мембранологов США, широко применяющий генетические и энзимологические подходы к изучению мембранных ферментов бактерий. Однако содержание монографии далеко выходит за рамки конкретных интересов Р. Тенниса как экспериментатора, претендуя на исчерпывающий охват темы, указанной в заглавии. В книге изложены новейшие сведения о структуре биологических мембран и приведены примеры, когда структурные данные позволяют приблизиться к пониманию механизмов работы мембранных систем живой клетки.
Книга «Биомембраны: молекулярная структура и функции» рассчитана на широкий круг читателей самых разных специальностей и уровней подготовки — биохимиков, биофизиков, физиологов, фармакологов и медицинских химиков. Она может использоваться как учебное пособие аспирантами и студентами.


Исследования мембран стали «точкой приложения» самых разных научных дисциплин — от биофизики до молекулярной биологии. В царство мембран можно попасть, будучи физиком, генным инженером или специалистом в любой междисциплинарной области науки. Поэтому написать книгу, которая удовлетворила бы интересы столь широкой аудитории, — это большая ответственность. Однако каждый, кто хочет находиться в курсе современного состояния исследований в области биологических мембран, должен обладать определенным объемом знаний и быть знакомым с некими фундаментальными принципами. Именно на этих основополагающих моментах и сконцентрировал я свои усилия при написании книги. Мой взгляд — это взгляд биохимика, и в отобранном мною материале центральное место занимают вопросы молекулярной структуры мембран и взаимосвязи между структурой и функцией. Эта книга будет полезна как студентам старших курсов, так и тем, кто хочет самостоятельно изучить вопросы, связанные со структурой и функцией мембран. В ней содержится основополагающая информация и по таким специальным разделам, как транспорт, рецепторы, передача сигналов или биогенез мембран. Список литературы охватывает работы до конца 1987 г.

Я стремился написать книгу, которая вызвала бы интерес и у новичка, только приступающего к изучению мембранологии, и у активно работающего в ней исследователя. Следуя этой цели, я попытался упорядочить весь необозримый материал, с тем чтобы проиллюстрировать взаимосвязь исследований, проведенных в различных областях мембранологии, и выявить их общую концептуальную основу. Я составил весьма обширный список литературы, чтобы читатель мог при необходимости обратиться к первоисточникам и глубже изучить интересующий его вопрос. Возможно, некоторым читателям покажется, что материал и так излишне детализирован, но я считаю, что таким и должно быть издание повышенного уровня. Всегда есть возможность лишь бегло просмотреть те разделы, которые вас в данный момент не очень интересуют.


Содержание книги

«Биомембраны: молекулярная структура и функции»

Структура и состав биологических мембран

  • Роль мембран и их разнообразие
  • Исторический очерк
  • Морфология мембран
    • Дифракция рентгеновских лучей
    • Электронная микроскопия
  • Выделение мембран
    • Разрушение клеток
    • Разделение мембран
    • Критерии чистоты мембранных фракций
  • Состав мембран
    • Мембранные липиды
    • Многообразные функции мембранных липидов
    • Мембранные белки

Структура и свойства мембранных липидов

  • Жидкие кристаллы
  • Водно-липидные смеси
    • Гидратация липидов
    • Фазовые диаграммы однокомпонентных водно-липидных систем
    • Два метода изучения липидного полиморфизма
    • Ориентация полярных головок липидов в бислое
    • Конфигурация и упаковка ацильных цепей в бислое
    • Методы исследования гидрофобной области бислоя
  • Термодинамика полиморфизма липидных структур
    • Гидрофобные силы
    • Образование мицелл
    • Форма мицелл: почему образуется бислой?
    • Форма липидных молекул
  • Фазовые переходы в липидных системах
    • Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК)
    • Липидные смеси
  • Модельные мембранные системы
    • Монослои на границе раздела фаз воздух — вода
    • Монослои на твердой подложке
    • Плоские бислойвые мембраны
    • Плоские бислойвые мембраны на твердой подложке
    • Липосомы

Мембранные белки: характеристика и структурные принципы

  • Структура мембранных белков
  • Очистка мемебранных белков
    • Детергенты
  • Характеристика очищенных интегральных мембранных белков
    • Молекулярная масса субъединиц (электрофорез в ПААГ)
    • Определение молекулярной массы нативного белка с помощью гидродинамических методов
    • Метод радиационной инактивации
    • Спектральные методы и вторичная структура
    • Ферментативная активность
    • Четвертичная структура и химическое сшивание
  • Изучение трехмерной структуры с помощью рентгеновской дифракции и реконструкции изображения
    • Кристаллизация мембранных белков
    • Реконструкция изображения и двумерные кристаллы
  • Три примера структурных исследований мембранных белков
    • Структура фотосинтетических и реакционных центров R. viridis и R. sphaeroides
    • Структура бактериородопсин
    • Структура поринов
  • Принципы структурной организации мембранных белков и способы ее предсказания для трансмембранных белков
    • Мембранные белки — это амфифильные соединения
    • Ионизируемые аминокислотные остатки в трансмембранных сегментах
    • Заряженные аминокислоты в сегментах, экспонированных в водную среду
    • Особая роль пролина?
    • Способы идентификации первичных амфифильных структур
    • Способы идентификации вторичных амфифильных структур
  • Пептиды — модели мембранных белков
    • Природные пептиды
    • Модельные синтетические пептиды 
  • Мембранные белки, ковалентно связанные с липидами 
  • Мембранные белки, ковалентно связанные с углеводами

Ассиметрия мембран

  • Топография мембранных белков
    • Методология
    • Примеры анализа топографии мембранных белков
  • Цитоскелет
    • Микрофиламенты
    • Промежуточные филаменты
    • Микротрубочки
    • Мембрана и цитоскелет эритроцитов
  • Трансмембранная асимметрия липидов
    • Методы установления трансмембранного распределения липидов
    • Примеры липидной асимметрии
    • Трансмембранная миграция липидов
  • Латеральная гетерогенность мембран
    • Макроскопические домены и барьеры в плазматической мембране
    • Тилакоидные мембраны
    • Вирусы с оболочкой
    • Липидные микродомены

Динамическое поведение мембранных систем и липидно-белковые взаимодействия

  • Введение
    • Некоторые простые модели движения мембранных компонентов
  • Текучесть мембран и применение мембранных зондов
    • Физиологическое значение текучести мембран
    • Характер и скорости движений, измеряемых с помощью 2Н-ЯМР, ЭПР и флуоресцентных зондов
    • Спиновые метки, использующиеся для измерения текучести мембран
    • Флуоресцентные зонды, использующиеся для измерения текучести мембран
  • Вращение мембранных белков
    • Примеры вращения белков
  • Латеральная диффузия липидов и белков в мембранах
    • Модели, описывающие латеральную диффузию
    • Примеры латеральной диффузии компонентов мембран
  • Липидно-белковые взаимодействия
    • Связывание липидов с виутримембранными белками в бислое
    • Изменения в липидном бислое, связанные с присутствием интегральных мембранных белков
    • Динамические свойства остова мембранных белков и их боковых цепей
    • Связывание периферических мембранных белков с липидным бислоем

Мембранная энзимология

  • Некоторые специфические положения, имеющие отношение к активности мембранных ферментов
  • Реконструкция мембранных ферментов
    • Некоторые характеристики реконструированных белково-фосфолипидных везикул (протеолипосом)
  • Влияние липидов на активности мембраносвязанных ферментов
  • Некоторые примеры липидзависимых ферментов
    • β-Гидроксибутиратдегидрогеиаза (БДГ)
    • Пируватоксидаза
    • Са+-АТРаза
    • Na++-АТРаза
    • Переносчик глюкозы
  • Мембраносвязанные электроитранспортные цепи
    • Системы синтеза стероидов в митохондриях
    • Микросомные электроитранспортные цепи
    • Дыхательная система митохондрий
    • Фотосинтетическая электронтранспортная система тилакоидов
  • Взаимодействия между мембранами и растворимыми ферментами
    • Растворимые ферменты, которые при необходимости могут связываться с мембраной
    • Растворимые ферменты или ферментные ансамбли, которые in vivo могут быть ассоциированы с мембраной
    • Факторы свертывания крови — внеклеточные ферменты, активируемые связыванием с мембраной
    • Фосфолипазы — растворимые ферменты, катализирующие расщепление мембраносвязанных субстратов

Взаимодействие низкомолекулярных соединений с мембранами: пространственное разделение, проницаемость и электрические эффекты

  • Анализ адсорбции лигандов на бислое
  • Классы лигандов, способных взаимодействовать с липидным бислоем
  • Проницаемость липидных бислойных мембран для неэлектролитов
    • Проницаемость для воды
  • Электрические свойства мембран
    • Работа, совершаемая при переносе иона внутрь бислойной мембраны
    • Потенциал внутренних диполей
    • Поверхностный потенциал мембраны
  • Трансмембранный потенциал
    • Измерение трансмембранного потенциала
    • Концепция энергизованной мембраны
  • Проницаемость липидных бислойных мембран для ионов
    • Проницаемость для протонов
    • Ионофоры

Поры, каналы и параносчики

  • Общие положения
    • Каналы и переносчики: разнообразие функций
    • Каналы и переносчики как ферменты: применение теории скоростей
    • Анализ стационарного состояния
    • Регистрация тока, протекающего через одиночный канал: встраивание в плоские мембраны и метод пэтч-кламп
    • Небольшие молекулы, используемые в качестве моделей каналов и пор
  • Несколько примеров пор и каналов
    • Щелевые контакты
    • Ядерные поровые комплексы
    • Порины
    • Никотиновый ацетилхолиновый рецептор (nAChR-канал)
    • Потенциалзависимый натриевый канал
    • Кальциевый канал
  • Некоторые унипортеры, симпортеры и антипортеры
    • Переносчик глюкозы из мембраны эритроцита
    • Лактозопермеаза из Е. coli
    • Белок полосы 3 — анионный переносчик из мембраны эритроцитов
    • Группа митохондриальных переносчиков
  • Несколько примеров активных переносчиков, использующих энергию гидролиза АТР или фосфоенолпирувата
    • Переносчики катионов плазматической мембраны (Е1Е2-типа): ATP-зависимые ионные насосы
    • АТРазы F1F0-типа из митохондрий, хлоропластов и бактерий
    • Три других класса переносчиков
  • Активные транспортные системы, сопряженные с процессом переноса электронов или поглощением света
    • Цитохром c-оксидаза: протонный редокс-насос
    • Бактериородопсин: Н+-насос, использующий энергию света
  • Мембранные поры, создаваемые экзогенными агентами
    • Токсины и цитолитические белки
    • Пермеабилизация при помощи детергентов
    • Пермеабилизация при помощи осмотического шока
    • Пермеабилизация под действием электрического поля
    • Пермеабилизация за счет образования дефектов упаковки мембранных компонентов

Клеточная поверхность: рецепторы, рециклирование мембран и передача сигналов

  • Поверхность животной клетки
  • Рецепторы, определяющие клеточную адгезию
    • Связывание бактерий с гликолипидами
    • «Хоминг» лимфоцитов; стволовым кроветворным клеткам тоже нужны гликопроизводные
    • Молекулы, участвующие в клеточной адгезии
    • Рецепторы, участвующие в межклеточных взаимодействиях при иммунном ответе
    • Интегрины — семейство рецепторов, которые связываются с компонентами внеклеточного матрикса и белками адгезии
    • Другие способы связывания с матриксом и белками адгезии
  • Повторное использование (рециклирование) мембран и эндоцитоз с участием рецепторов
    • Общие свойства эндоцитозного пути
    • Сортировка компонентов комплекса рецептор — лиганд
    • Клатрин
    • Некоторые примеры интернализуемых рецепторов
  • Слияние мембран
    • Работы с липидными везикулами
    • Изучение белков, входящих в состав шиповидных структур оболочки вирусов
  • Рецепторные системы бактерий обладают некоторыми свойствами, присущими и высшим организмам
    • Рецепторы, ответственные за хемотаксис Е. colt
    • Рецепторы, участвующие в активации транскрипции
  • Передача сигналов в животных клетках
    • Первичный ответ и семейства рецепторов
    • G-белки
    • Обновление фосфатидилинозитола и вторые посредники
    • Фосфорилирование рецепторов и десенсибилизация
    • Некоторые рецепторы, принимающие участие в передаче сигналов в животных клетках
  • Онкогены и передача сигнала

Биогенез мембран

  • Общие особенности экзоцитозного пути
  • Характерные особенности биосинтеза мембранных белков
    • Нужны ли для переноса белков каналы?
    • Полипептидные сигналы, отвечающие за сортировку белков и встраивание их в мембраны
    • Сигнальные пептидазы
    • Растворимые и мембраносвязанные белки, необходимые для переноса
    • Сборка мультисубъединичных комплексов и обновление мембранных белков
  • Биосинтез и распределение мембранных липидов
    • Где синтезируются мембранные липиды?
    • Транспорт липидов от места их синтеза
    • Обновление фосфолипидов
  • Изменения липидного состава мембран в ответ на изменения условий окружающей среды

Приложение
Литература


скачать (читать) книгу: «Биомембраны»

Биология / Микробиология
  • Cара Изятова
  • 0

Добавить комментарий

Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Мы используем файлы cookie!
Это позволяет нам анализировать взаимодействие посетителей с сайтом и делать его лучше. Продолжая пользоваться сайтом, вы соглашаетесь с использованием файлов cookie.
Я согласен
Я не согласен
Подробнее...