Физика ионных каналов

• Автор: Безруков, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Гатчина
• Количество страниц: 297 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы
Основная цель работы
Научная новизна
Практическая значимость работы
Апробация работы
ОБЩЕЕ ВВЕДЕНИЕ
Физическая природа биологических мембран и липидных бислоёв
Ионные каналы
Реконструкция ионных каналов в липидные бислои
Краткая характеристика объектов исследования
ГЛАВА I. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ
В ПРОВОДИМОСТИ И СЕЛЕКТИВНОСТИ КАНАЛОВ
Введение
Грамицидиновый канал как датчик потенциала поверхности
Аламетициновый канал в мембранах из заряженного липида
Электростатические эффекты в транспортных свойствах ОтрБ
ГЛАВА II. ФЛУКТУАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ИОННЫХ
ПРОВОДНИКАХ
Введение
Шум Джонсона
Дробовый шум
Шум проводимости
1/Г-шум

ГЛАВА III. СПЕКТРОСКОПИЯ ФЛУКТУАЦИЙ ИОННЫХ
ТОКОВ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАН
Введение
Флуктуационный анализ проницаемости невозбудимых
биомембран
Кинетическая модель
Результаты экспериментов
ГЛАВА IV. СТОХАСТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАНС
НА МОЛЕКУЛЯРНОМ УРОВНЕ
Введение
Передача сигнала потенциалозависимьтми каналами
в отсутствие внешнего шума
Стохастический резонанс - передача сигнала, улучшенная внешним шумом
Адиабатическая теория стохастического резонанса в системах с экспоненциальной статистикой
Стохастический резонанс как свойство процессов с
модулируемой скоростью генерации событий
ГЛАВА V. ИОННЫЕ КАНАЛЫ КАК “МОЛЕКУЛЯРНЫЕ
СЧЁТЧИКИ КОУЛТЕРА”
Введение
Принцип счётчика Коултера
Особенности сенсоров нанометровых размеров
Эксперименты с аламетициновым каналом и УВАС
ГЛАВА VI. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ПОЛИМЕРЫ И ИОННЫЕ
КАНАЛЫ
Введение
Электропроводность водно-солевых растворов иолиэтиленгликоля
Полимеры в поре ионного канала: термодинамика и кинетика
Эффекты неидеальности полимерных растворов
Осмотические эффекты растворённых полимеров
Сильные взаимодействия между полимером и каналом:
разрешённые во времени одномолекулярные события

ГЛАВА VII. ИОННЫЕ КАНАЛЫ В ИССЛЕДОВАНИЯХ МОЛЕКУЛЯРНОЙ УПАКОВКИ И КОНФОРМАЦИОННОГО РАВНОВЕСИЯ БЕЛКОВ
Введение
Статическая неупорядоченность в молекулярной упаковке
мальтопоринового канала
Эффекты эластической деформации мембранных монослоёв
в конформационном равновесии ионных каналов
ГЛАВА VIII. КАТАЛИЗИРУЮЩАЯ РОЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ
МЕЖДУ КАНАЛОМ И ПРОНИКАЮЩИМИ МОЛЕКУЛАМИ
Введение
Модель
Вероятность транслокации
Характерные времена
Оптимальный канал
ГЛАВА IX. НА ПУТИ К ПРАКТИЧЕСКИМ ПРИМЕНЕНИЯМ
Введение
Взаимодействия антибиотиков пенициллиновой группы с каналом OmpF
Ингибирование токсинов сибирской язвы на уровне
трансмембранных каналов
Роль проницаемости внешней мембраны в резистентности
бактерий Pseudomonas Aeruginosa
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА
ЛИТЕРАТУРА

титрованием полярных групп. Затем, для того чтобы оценить концентрации протонов и катионов у входа в канал, мы использовали три модели, рассмотренные ниже.

Рис. 1-3. Зависимость проводимости грамицидинового канала,
реконструированного в бислой из заряженного липида (дифитаноил-фосфатидилсерина) от кислотности раствора. Символы разной закраски соответствуют разным сериям экспериментов. Начальные кислотности растворов соответствовали pH 6.8 и pH 8.0. Раствор содержал 0.1 М СбС1, 1 мМ ЕГУГА, 5 мМ НЕРЕЭ. Прерывистая и пунктирная линии показывают вклад в общую проводимость протонов и катионов цезия, соответственно, рассчитанные как объяснено в тексте.
На Рис. 1-2 изображены типичные записи ионных токов через грамицидиновые каналы в мембранах из заряженного липида при двух различных концентрациях протона в омывающем мембрану растворе. Видно, что в кислой среде (pH 3.5), соответствующей большой протонной концентрации, среднее время жизни канала приблизительно в 10 раз меньше, чем в нейтральной среде. Кроме того, анализ амплитуд тока показывает, что при рР1 7.5 проводимость канала выше, чем при pH 3.5.