Биологические мембраны: структурная организация, функции, модификация физико-химическими агентами
|
Артюхов В. Г., Наквасина М. А. Биологические мембраны:
структурная организация, функции, модификация физико-химическими
агентами: Учеб. пособие.
- Воронеж: Издательство Воронежского государственного университета, 2000. - 296 с. ISBN 5-7455-1162-1, УДК 577.15:577.353. (Артюхов Валерий Григорьевич, Наквасина Марина Александровна)
В учебном пособии, подготовленном на базе спецкурсов "Биофизика мембран"
и "Молекулярная фотобиология", представлены современные воззрения о составе и
структурно-функциональной организации биомембран, путях передачи информации в клетке,
роли мембранных компонентов в осуществлении и регулировании метаболических
процессов. Обсуждаются молекулярные механизмы функционирования биомембран в
норме и в условиях воздействия модифицирующих агентов (УФ- и ионизирующих
излучений, химических соединений), а также вопросы развития патологических
состояний организма, связанных с накоплением активных форм кислорода.
|
ОГЛАВЛЕНИЕ | Предисловие | 7 |
| Глава 1. Состав и структурно-функциональная организация молекулярных компонентов биомембран | |
| 1.1. Липиды биомембран: классификация, состав, структура, физико-химические и динамические свойства, функции | |
| 1.1.1. Классификация, состав и структура липидов мембран | 11 |
| 1.1.2. Физико-химические и динамические свойства и функции липидов мембран | 19 |
| 1.2. Мембранные белки | |
| 1.2.1. Классификация, структура и функции мембранных белков | 26 |
| 1.2.2. Цитоскелет (мембранный каркас) | 31 |
| 1.2.3. Интегральные белки биомембран | 34 |
| 1.2.4. Структура, функциональные и некоторые физико-химические свойства Na+, К+ -АТФазы | 35 |
| 1.2.5. Структура, функциональные и некоторые физико-химические свойства, ацетилхолинэстеразы | 50 |
| 1.3. Углеводы мембран | 56 |
| 1.4. Типы взаимодействий мембранных компонентов и их роль в функционировании биомембран | 58 |
| Контрольные вопросы | 62 |
| Глава 2. Участие компонентов биомембран в осуществлении и регулировании метаболических процессов | |
| 2.1. Общая характеристика процессов передачи информации в клетке | 64 |
| 2.1.1. Особенности структуры и функций мембранных рецепторов | 65 |
| 2.1.2. Аденилатциклазный путь передачи сигнала | 71 |
| 2.1.3. Фосфоинозитидный путь передачи информации | 72 |
| 2.2. Роль ионов в осуществлении метаболических процессов с участием мембран | 74 |
| 2.3. Молекулярные механизмы интеграции клеточного метаболизма | |
| 2.3.1. Механизмы регулирования функциональной активности ферментов и ферментных систем в клетке | 78 |
| 2.3.2. Адсорбционный механизм регуляции метаболизма: понятие о метаболоне, его структура, физиологическое значение образования | 82 |
| 2.3.3. Пути регулирования активности векторных ферментов биомембран | 91 |
| 2.3.4. Молекулярные механизмы нейрогуморальной регуляции функций клеток | 97 |
| Контрольные вопросы | 100 |
| Глава 3. Механизмы модификации компонентов биомембран при патологических состояниях: роль кислородных метаболитов | |
| 3.1. Пероксидное окисление липидов как один из ключевых механизмов модификации структурно-функционального состояния биомембран | 102 |
| 3.2. Роль активных форм кислорода в регулировании метаболических процессов в биосистемах | 107 |
| 3.3. Пути регулирования уровня свободнорадикальных продуктов и активных кислородных метаболитов | 114 |
| Контрольные вопросы | 124 |
| Глава 4. Структурно-функциональные модификации молекулярных компонентов бжомембран под воздействием физико-химических агентов | |
| 4.1. Фотохимические и радиационно-химические превращения компонентов биомембран в условиях различного микроокружения | |
| 4.1.1. Структурно-функциональные модификации молекулярных компонентов биомембран под действием УФ-излучения | 126 |
| 4.1.2. Радиационно-химические превращения структурных компонентов биомембран | 142 |
| 4.2. УФ-индуцированные изменения структурно-функционального состояния мембраносвязанных ацетилхолинэстеразы и Na+, К+ -АТФазы в присутствии некоторых химических модификаторов | |
| 4.2.1. Функциональная активность мембраносвязанной ацетилхолинэстеразы после УФ-облучения в присутствии бензилового спирта и конканавалина А | 149 |
| 4.2.2. Фоточувствительность ацетилхолинэстеразы эритроцитарных мембран в присутствии фосфолипазы D и аскорбиновой кислоты | 157 |
| 4.2.3. УФ-индуцированные изменения функциональных свойств мембраносвязанной Na+, К+ -АТФазы в присутствии фосфолипазы D | 169 |
| 4.3. Функциональные свойства лактатдегидрогеназы в комплексе с эритроцитарными мембранами и их компонентами в интактном состоянии и после УФ-облучения | 172 |
| 4.4. Исследование роли активных форм кислорода в процессах УФ-модификации лактатдегидрогеназы | 184 |
| Контрольные вопросы | 200 |
| Глава 5. Характеристика некоторых методов изучения биологических мембран | |
| 5.1. Краткий обзор групп методов исследования биомембран | 202 |
| 5.2. Выделение и разделение мембран | 217 |
| 5.3. Оценка чистоты мембранных фракций | 222 |
| 5.4. Выделение и очистка мембранных белков | 223 |
| 5.5. Выделение и фракционирование липидов мембран | 227 |
| Контрольные вопросы | 228 |
| Глава 6. Исследование структурно-функционального состояния отдельных компонентов биомембран в норме и при воздействии различных физико-химических факторов | |
| 6.1. Выделение эритроцитарных мембран | 230 |
| Лабораторная работа № 1. Выделение эритроцитарных мембран из крови доноров | 231 |
| Лабораторная работа № 2. Определение концентрации белка плазматических мембран по методу Лоури | 232 |
| Лабораторная работа № 3. Количественное определение белка по биуретовой реакции | 235 |
| 6.2. Исследование функциональной активности мембраносвязанных ферментов в норме и при воздействии физико-химических факторов | 236 |
| Лабораторная работа № 4. Определение функциональной активности ацетилхолинэстеразы эритроцитарных мембран | 237 |
| Лабораторная работа № 5. Исследование УФ-индуцированных изменений функциональной активности ацетилхолинэстеразы эритроцитарных мембран | 238 |
| Лабораторная работа № 6. Исследование ферментативной активности свободной и мембраносвязанной ацетилхолинэстеразы в интактном состоянии и после УФ-облучения | 240 |
| Лабораторная работа № 7. Определение функциональной активности ацетилхолинэстеразы эритроцитарных мембран после индукции пероксидного окисления липидов | 240 |
| Лабораторная работа № 8. Исследование функциональной активности мембраносвязанной Na+, К+ -АТФазы | 241 |
| Лабораторная работа № 9. Изучение УФ-индуцированных изменений функциональных свойств Na+, К+ -АТФазы эритроцитарных мембран | 243 |
| Лабораторная работа № 10. Определение ферментативной активности Na+, К+ -АТФазы эритроцитарных мембран после индукции пероксидного окисления липидов | 245 |
| 6.3. Исследование интенсивности протекания процесса пероксидного окисления липидов мембран | 245 |
| Лабораторная работа № 11. Определение уровня продуктов пероксидного окисления липидов мембран с использованием тиобарбитуровой кислоты | 246 |
| 6.4. Изучение изменений структурного состояния биологических мембран методом флуоресцентных зондов | 248 |
| Лабораторная работа № 12. Исследование фотоиндуцированных изменений структурного состояния эритроцитарных мембран методом флуоресцентных зондов | 250 |
| 6.5. Исследование устойчивости эритроцитарных мембран к действию различных химических агентов при помощи метода регистрации осмотических и кислотных эритрограмм | 252 |
| Лабораторная работа № 13. Автоматический метод регистрации осмотических и кислотных эритрограмм | 253 |
| 6.6. Количественное определение липидного состава эритроцитов | 256 |
| Лабораторная работа № 14. Определение фосфолипидов эритроцитарных мембран методом тонкослойной хроматографии | 257 |
| 6.7. Определение функциональной активности некоторых антиоксидантных ферментов крови | |
| Лабораторная работа № 15. Исследование каталитической активности супероксиддисмутазы в эритроцитах крови доноров | 260 |
| Лабораторная работа № 16. Определение активности каталазы в эритроцитах крови человека спектрофотометрическим методом | 262 |
| Лабораторная работа № 17. Исследование функциональной активности глутатионредуктазы эритроцитов | 264 |
| 6.8. Изучение участия активных форм кислорода в процессах УФ-модификации белковых молекул | 265 |
| Лабораторная работа № 18. Исследование каталитической активности лактатдегидрогеназы спектрофотометрическим методом | 267 |
| Лабораторная работа № 19. Выделение лактатдегидрогеназы из сердца свиньи | 269 |
| Лабораторная работа № 20. Исследование изоферментного спектра лактатдегидрогеназы методом электрофореза в полиакриламидном геле | 271 |
| Лабораторная работа № 21. Исследование УФ-чувствительности лактатдегидрогеназы в присутствии некоторых модифицирующих агентов | 273 |
| Контрольные вопросы | 274 |
| Список основной литературы | 276 |
| Список дополнительной литературы | 277 |
| Программа спецкурса 'Биофизика мембран' | 282 |
| ПРИЛОЖЕНИЯ | |
| Качественный и количественный состав липидов различных организмов | 285 |
| Приготовление буферных растворов | 288 |
| Предметный указатель | 290 |