Структурные фазовые переходы в мембранах эритроцитов, липопротеинах и макромолекулах

• Автор: Куницын, Валерий Георгиевич
• Шифр специальности: 03.00.04, 03.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 344 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ .

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ .

1.1. Классификация жидких кристаллов .

1.2. Коонерагивность и фазовые переходы . .

1.3. Биологические мембраны структура и функции

1.3.1. Структура мембран

1.3.1.1. Липидный состав

1.3.1.2. Мембранные белки

1.3.1.3. Асимметрии мембран .

1.3.1.4. Жидкостномозаичная модель мембран

1.3.2. Функции мембран

1.3.2.1.Пассивная диффузия . .
1.3.2.2. Облегченная диффузия .
1. 3. 2. 3. Активный транспорт ионов 8, К АТФаза свойства и биологическая роль . .
1.3. 2.4. Транспорт глюкозы.
1.З.2.5. Ацетилхолинэстсраза АХЭ .
1.4. Структурнофункциональные изменения клеточных мембран в патогенезе рассеянного склероза и некоторых других заболеваний .
1. 5. Прогрессирующая мышечная дистрофия .
1.6. Струкура лнпопротеннов и их функции . .
1.6.1. Липопротеины очень низкой плотности ЛПОНП
1.6.2.Липопротеины низкой плотности ЛПНП
1.6.3. Липопротеины высокой плотности ЛПВП
1.7. Аполипопротеины
1.7.1. Ано.типопротснны А1, АИ, В . .
1.7.2. Взаимодействие апоА1 с фосфолипидами
1.7.3. Кинетика комплсксообразования аполииопротеииов с липидами
1.8. Взаимодействие липопротеинов с клеточными мембранами .
1.9. Резюме
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Приготовление эритроцитов и их теней .
2.2. Выделение липопротеинов
2.3. Хроматографические методы.
2.4. Электрофорез .
2.5. Вискозиметрия
2.6. Определение удельной электропроводности .
2.7. Способ определения кинетических характеристик Ха, КАТФазы с помощью интерферометрии .
2.8. Способ определения кинетических характеристик ацетилхолни ктеразы с помощью интерферометрии
2.9. Способ определения скорости транспорта глюкозы с помощью интерферометрии
2 Термический анализ
2 Определение коэффициента удельной теплопроводности
2 Инфракрасная спектроскопия . .
2 Клиникобиохимическое исследования .
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОВСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 9 ЗЛ. Исследование термодинамических, реологических и оптических свойств эритроцкгарных мембран в обласн физиологической
температуры.
3.1.1.Термодинамические свойства. . .
3.1.2.Коэффициент поверхностного натяжения
ЗЛ.З.Изменение реологических свойств под влиянием
температуры. .
3.1.4.0птическпе свойства
З.1.4.1. Изменение показателя преломления взвесей эритроцитов и их геней в зависимости от температуры.
3.1.4.2. Применение ИКспектросконии для исследования механизмов структурных изменений эритроцитарных мембран
при воздействии температуры
3.2. Некоторые механизмы структурных изменений эритроцитарных мембран при изменении среды.
ЗЛ. Влияние структу рных фазовых переходов в эритроцитарных мембранах на активность некоторых ферментов
3.3.1. 8, КАТФаза.
3.3.2. Ацетилхолинэстераза
3.3.3. Скорость поглощения глюкозы эритроцитами по изменению коэффициента преломления
3.4. Роль електрика в фазовых переходах эритроцитарных мембран .
3.5. Изменение структуры мембран эритроцитов и активности а,КАТФаэы у участников советскоканадского трансарктического лыжною перехода. .
3.6. Структурнофункциональные изменения клеточных мембран в патогенезе рассеянного склероза н некоторых других заболсний .
3.6.1. Изменение реологические свойств мембран эритроцитов у больных рассеянным склерозом и некоторых других заболеннй.
3.6.2. Активность , КАТФазы теней эритроцитов у больных РС. .
3.6.3. Активность АХЭ эритроцитов у больных РС.
3.6.4. Сравнительный анализ активности Ча,КАТФазы, АХЭ и вязкости взвесей эритроцитов при всех типах течения РС . 5. .
З.6.5 Изменение реологических свойств эритроцитов у больных острым инфарктом миокарда.
3.7. Аномальное изменение вязкости в линонрогеинах плазмы крови человека и крыс в обласги физиологической температуры.
3.8. Аномальное изменение удельной электропроводности в липопротеинах в области физиологической температуры.
3.9. Структурные изменения в ЛПВП, аполнпоиротеинах и олигонуклеотидах при взаимодействии с биологически активными соединениями. .
3.9.1 .Некоторые механизмы взаимодействии кортизола е
липопротеинами высокой плотностни аполипопротсином А1.
3.9.2.Взаимодействис тетрагидрокортизола с олигонуклеотидом , и мононуклеотидами СМ5Р и .
3.9.3. Взаимодействие кортизола с олигонуклеотидом 3 и мононуклеотидами СМ5Р и
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
Заключение.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Он уменьшает кооперативное переходов, предотвращает фазовое разделение и снижает теплопоглощение, которое исчезает полностью для лецитиновых мембран по достижении молярного соотношения лецитинхолестерин близкого к единице . Значительное действие на кооперативные свойства липидного бислоя оказывает и ряд физиологически активных соединений i М. Рассмотрев кооперативные фазовые и мезоморфные превращения липидов, перейдем к вопросу о дальнодействиях в этих системах. Уже в простых одномерных нематики и двумерных смектики жидких кристаллах структурные искажения типа локальных изменений плотности или упорядоченности молекул могут распространяться на значительные расстояния в виде волн поперечного или продольного изгиба и кручения в нематической или поперечного изгиба, кручения и сдвига в смектической фазах Браун Г. В основе механизма дальнодействия может лежать кооперативная перестройка молекул фосфолипидов , объединенных в едннную кооперативную единицу. В пределах такой ячейки независимо от места приложения иадпорогового возмущения одинаковые изменения претерпевают все молекулярные партнеры, т. Иными словами, размер кооперативной единицы соответствует минимальному числу молекул, одновременно участвующих в фазовом переходе. Размер кооперативной единицы варьирует от до 0 молекул фосфолипида . Жидкокристаллические свойства, кооперативность и дальнодействие присущи и биологическим мембранам. Согласно Е. Дтя минимизации энергии скоса мембрана изгибается, что позволяет молекулам сохранять практически перпендикулярную ориентацию без энергетически невыгодного изменения толшины мембраны СпПег Н. В итоге дальнодействие обеспечивается полем ориегтационных упругих сил в липидном бислое. Такое взаимодействие очень медленно затухает с расстоянием Пасечник В. И. Пасечник В. И.и соавт. В эффектах дальнодействия следует учитывать двусторонний характер связи между белковой и липидной фазами мембраны. В модели дальнодействия белковые молекулы движутся в латеральной плоскости по искривленному липидному бислою и , накапливаясь в точках с минимальной потенциальной энергией, самосогласованно изменяют ею кривизну Маркин В. С.,. Подобное перераспределение перемещает макромолекулу в новое липидное окружение, которое в результате взаимодействия ближнего порядка может модифицировать конформацию белка на уровне его вторичной четвертичной структур. Ключевым моментом теории Намнота является идея, согласно которой макромолекула создаст вокруг себя зону искажений нарушение упорядоченности. Если зоны искажений частично перекрываются , то макромолекулы эффективно взаимодействуют друг с другом через подобные крупномасштабные искажения среды. Весьма существенно, что потенциалы взаимодействия поразному убывают е расстоянием в зависимости от формы и симметрии макромолекул Намиот В. А. Намиот В. А.,. С.В. Теория предсказывает, что при определенных условиях растворенные в жидком кристалле молекулы белка будут вести себя как двумерный газ, способный претерпевать фазовый переход с образованием кластеров. В случае падения потенциала взаимодействия с расстоянием по логарифмическому закону, кластеры формируются при любых, даже очень низких концентрациях при достаточно большой площади мембраны. Силы дальнодействия в системе белок липид настолько велики , что могут играть организующую роль в формировании новой кооперативной единицы из липидов разной природы. Например, были изучены кривые плавления в липосомах , состоящих из смесей фосфолипидов ФХ, ФИ, ФГ и др. Ро. В отсутствии белка кривая плавления смеси была усредненной по сравнению с кривыми для каждого отдельного фосфолипида. Совершенно иная картина наблюдалась в протсолипосомах. В них появлялся качественно новый пик плавления с Тс на 8С большей, чем у самого тугоплавкого липида, т. Такой эффект достигался при молярном отношении белоклипид 1. Следовательно, одна молекула белка способна реорганизовать молекул фосфолипидов i . Ахрем и соавг. Идея о дальнодействующсм влиянии интегральных белков на структуру липидной фазы нашла нодтвежденис в работах i , . Им обнаружен поразительный факт в однослойных и многослойных липосомах, состоящих из фосфатиднлхолина.