Структура и функции биологических мембран Е.Д. Бедошвили Отдел ультраструктуры клетки

Когда Эрла Сазерлэнда, первого Нобелевского лауреата в области механизмов клеточной сигнализации, спросили, что больше всего помешало его открытию механизмов передачи сигнала через клеточную мембрану, он ответил: – Незнание того, как она устроена.

Эволюция представлений о биологических мембранах К. Негели 1855 Гортер, Грендел 1925 Даниелли-Дэвсон 1935 – модель «сэндвича» Сингер-Никольсон – жидкостно-мозаичная модель

Жидкостно-мозаичная модель строения мембраны Цитозоль Интегральный белок Периферический белок Липидный бислой

Современное развитие жидкостно- мозаичной модели Новые функции цитоскелета Диффузия мембранных белков в липидном бислое Липидные домены (рафты) Амфифильные белки

Функции Отделение внутренней среды от внешней и организация внутриклеточных компартиментов Регуляция метаболических сигналов Аккумуляция и трансформация энергии Обеспечение функционирования мембранных ферментных комплексов Межклеточные взаимодействия Транспорт веществ Другие специальные функции

Состав мембраны 1. Липиды % (фосфолипиды, гликолипиды, стероиды) 2. Углеводы 3. Белки %

гликолипиды фосфолипиды холестерол Основные группы мембранных липидов

Фосфолипиды Глицерофосфолипиды Фосфатидилхолин Сфингомиелин Сфингофосфолипиды

Холестерол

Латеральная диффузия Колебания ацильных цепей Вращение Флип-флоп Подвижность фосфолипидов в бислое Подпрыгивание

Факторы влияющие на подвижность мембран: Количество двойных связей и длина ацильных остатков Количество холестерола Подвижность фосфолипидов Температура

Холестерол и сфинголипиды вместе со специфическими белками образуют мембранные микро домены – рафты GM1 – гликосфинголипид PLAP – placental alkaline phosphatase

Углеводы Гликокаликс Липидный бислой Цитозоль Трансмембранный протеогликан Абсорбированный гликопротеин Трансмембранный гликопротеин Гликолипид

Функции гликокаликса Прикрепление Защита Рецепция

Мембранные белки

Типы мембранных белков Интегральные – трансмембранные и мембраной- связанные Периферические - прикрепленные к другим интегральным белкам или связанные с заряженными районами мембраны По структуре По функции Транспортеры (переносчики и каналы) Структурные белки (клеточные контакты и цитоскелет) Ферменты (метаболизм и передача сигнала) Рецепторы

Цитоскелет под плазмалеммой эритроцита

Биологическая мембрана Липиды Углеводы Белки Гликолипиды Холестерол Фосфолипиды Протеогликаны Гликопротеины Периферические Интегральные Трансмембранные Прикрепленные к белкам Мембрано-связанные Прикрепленные к липидам

Спасибо за внимание!