Структурные изменения во внутренней мембране митохондрий, индуцированные системой объемной регуляции

• Автор: Муругова, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1Л. Мультиферментные комплексы и метаболоны
1.2. Система объемной регуляции и функционирование митохондрий
1.3. Сигнальные пути в митохондриях и влияние на них объема митохондриального матрикса
1.4. Структурный полиморфизм митохондрий
1.4.1. Разнообразие форм крист
1.4.2. Зависимость морфологии митохондриальных крист от функционального состояния митохондрий
1.4.3. "Аномальная" форма крист и явления формирования внутренней мембраной паракристаллических структур
1.4.4. Реорганизация митохондриальных крист под действием стрессовых условий
1.4.5. Белки, влияющие на морфологию крист
1.5. Исследование митохондрий рентгеновским и нейтронным рассеянием
Глава 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 5 О
2.1. Приготовление образцов
2.1.1. Приготовление образцов митохондрий печени крысы для экспериментов по малоугловому рассеянию нейтронов
2.1.2. Приготовление образцов митохондрий сердца крысы для экспериментов по малоугловому рассеянию нейтронов
2.1.3. Приготовление образцов субмитохондриальных частиц (СМЧ)
для экспериментов по малоугловому рассеянию нейтронов
2.1.4. Приготовление образцов митопластов для атомно-силовой микроскопии

2.1.5. Материал для электронной микроскопии
2.2. Измерение дыхательной активности митохондрий
2.3. Малоугловыс измерения и обработка данных
2.4. Атомно-силовая микроскопия
2.5. Электронная микроскопия
2.6. Экспериментальная установка. Спектрометр малоуглового рассеяния нейтронов ЮМО
2.6.1. Схема малоуглового спектрометра ЮМО
2.6.2. Процедура измерений
2.6.3. Нормировка
2.6.4. Разрешение прибора
2.7. Малоугловое рассеяние нейтронов на веществе
2.7.1. Возможности метода малоуглового рассеяния нейтронов
2.7.2. Упругое когерентное рассеяние нейтронов на веществе
2.7.3. Геометрическая интерпретация дифракции. Закон Вульфа-Брэгга
2.7.4. Малоугловое рассеяние нейтронов
2.7.5. Рассеяние в области самых малых углов. Приближение Гинье и приближение Кратки-Порода
2.7.6. Метод вариации контраста
Глава 3 СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ВО ВНУТРЕННЕЙ МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ МЕМБРАНЕ, ИНДУЦИРОВАННЫЕ СИСТЕМОЙ ОБЪЕМНОЙ РЕГУЛЯЦИИ
3.1. Введение
3.2. Обнаружение и характеристика упорядоченных структрур, сформированных из складок (крист) внутренней мембраны митохондрий. Эксперименты по малоугловому рассеянию нейтронов
на митохондриях печени крыс
3.2.1. Формирование в митохондриях двумембранных упорядоченных структур при переходе от изотонических условий к гипотоническим
3.2.2. Выяснение природы наблюдаемого корреляционного пика

3.2.3. Обоснование участия системы объемной регуляции в формировании в митохондриях двумембранных упорядоченных структур
3.3. Подтверждение формирования в гипотонических условиях двумембранных упорядоченных структур с помощью электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии
3.3.1. Электронная микроскопия на митохондриях печени крысы
3.3.2. Атомно-силовая микроскопия митопластов, полученных в гипотонических условиях
3.4. Определение структурной организации внутренней мембраны митохондрий сердца крыс с помощью малоуглового рассеяния нейтронов
3.5. Обоснование возможности использования малоуглового рассеяния нейтронов для изучения изменений ультраструктуры мембран изолированных функционирующих митохондрий
3.6. Основные результаты
3.7. Выводы
Глава 4 ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ВНУТРЕННЕЙ МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ МЕМБРАНЫ НА МОДЕЛИ СУБМИТОХОНДРИАЛЬНЫХ ЧАСТИЦ
4.1. Определение средней плотности рассеяния внутренней мембраны и оценка объемных долей липида и белка в ней
4.2. Оценка средней толщины мембраны и характеристик неоднородности распределения рассеивающей плотности в мембране
4.3. Основные результаты ВЫВОДЫ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

доказательства [147-149]. Образование упорядоченных структур детально описано для немитохондриальных энергосберегающих структур, например, для хлоропластов [150-152], цианобактерий [153-154] и дыхательного аппарата галофильных бактерий [151]
Цепочки белков, окружающих трубчатые мембраны были обнаружены также внутри сократительных вакуолей Р. тиШтісгописІеаШт. В этом случае цепь образуют комплексы У/У0, и мембраны просто принимают форму трубок, не переходя в спираль. Таким образом, спираль, состоящая из У;¥0: имеет диаметр, равный диаметру трубки — 500 А.
Тубулирование мембран крист авторы связывают именно с образованием цепочки белков. Так как помпы имеют форму, отличную от цилиндра, то собираясь в суперкомплексы, они образуют арку и также заставляют изгибаться мембрану, в которую они погружены. Увеличение количества белков в арке и дальнейшее распространение выпуклости в мембране, возможно, заставляет цепочку белков "съезжать" набок и выгибать мембрану выгнуться дальше от плоскости, и таким путем выстраивается трубка. Диаметр образовавшейся трубки определяется составом липидов, а диаметр спирали - белком, формирующим цепочку вокруг трубки. Известно, что энергопроизводящие мембраны состоят из фосфолипидов, которые склонны к образованию искривленных мембран, поэтому увеличение радиуса трубки до радиуса спирали комплексов Р/Р0 не выгодно для липидов. Выгодный для АТФ-синтазы больший радиус может быть достигнут закручиванием трубки в спираль, при этом радиус самой трубки остается прежним, удобным для липидов.
Образование трубок может иметь различное функциональное значение. Отделы ограниченного объема могут облегчать доступ протонов к помпам.
Рис. 11. Масштабированная схема кристы митохондрии из Paramecium multimicronucleatum, показывающая внешнюю двойную цепь F1 комплексов и внутреннюю одинарную цепь комплексов I дыхательной цепи.