Транспорт ионов через каналы, образуемые антибиотиком сирингомицином Е, в модельных и клеточных мембранах

• Автор: Каулин, Юрий Альфредович
• Шифр специальности: 03.00.25
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Актуальность проблемы.

Цели и задачи исследования

Научная новизна исследования

Теоретическое и практическое значение работы

Глава 1. Литературный обзор

1.1.1. Многоуровневая организация проводимости ионных каналов

1.1.2. Критерии определения существования подуровней проводимости

1.1.3. Подсостояния проводимости каналов, появляющиеся благодаря флуктуациям эффективного диаметра поры

1.1.4. Кластерная организация ионных каналов

1.2. Влияние поверхностного заряда мембраны на свойства ионных каналов.
1.3. Закрытое и открытое состояния ионных каналов.
1.4. Характеристика объекта исследования
Глава 2. Материалы и методы исследования
2.1. Материалы.
2.2. Методы
2.2.1. Формирование БЛМ и измерение их электрических характеристик.
2.2.2. Измерение ионной проницаемости эритроцитарных мембран.
2.2.3. Приготовление липосом и изменение стеринового
состава мембран эритроцитов.
Г л а в а 3. Результаты и обсуждение
3.1. Многоуровневая организация СМЕканалов.
3.1.1. Зависимость свойств СМЕканалов от концентрации
электролита в водной фазе.
3.1.2. Катион анионная селективность больших и малых СМЕканалов.
3.1.3. Влияние водорастворимых полимеров на проводимость
больших и малых каналов. Радиус СМЕканала
3.2. Потенциалзависимость СМЕканалов.
3.2.1. Эффекты пространственного распределения заряда в проводимости одиночных каналов, образованных СМЕ.
3.2.2. Кинетика открываниязакрывания каналов, образованных сирингомицином Е в липидных бислоях . 3.3 Влияние липидного состава мембран на каналоформерную активность СМЕ в эритроцитарных и модельных мембранах
3.3.1. Влияние сфинголипидов на каналоформерную активность СМЕ в БЛМ.
3.3.2. Влияние стиринового состава эритроцитарных мембран
на каналоформерную активность СМЕ.
Выводы.
Список литературы


Сопоставление механизмов функционирования ионных каналов, образованных противогрибковым антибиотикам СМЕ в модельных и клеточных мембранах, позволяет делать выводы о природе его активности в клеткахмишенях. Многоуровневая проводимость широко распространенное явление, свойственное и каналам клеточных мембран, и каналам, образованным некоторыми токсинами или антибиотиками в бислойных липидных мембрана БЛМ. В литературе описаны примеры многоуровневой проводимости, и предложены механизмы ее возникновения. Широкий спектр промежуточных уровней тока возникает в результате осцилляций ионного канала под действием импульсов тока. При регистрации ионных каналов клеточных мембран необходимо иметь критерии, позволяющие утверждать, что имеет место многоуровневая организация проводимости одного типа канала, а не функционирование различных типов популяций каналов. На основании литературных данных по исследованию свойств ионых каналов можно обсуждать два механизма возникновения подуровней проводимости. В основе первого положено представление о том, что канал имеет единственную пору и подсостояния канала возникают благодаря флуктуациям эффективного диаметра поры. Согласно второму, одиночный канал это ансамбль агрегат протоканалов одиночных пор. Первый механизм был использован для описания многоуровневой проводимости каналов ряда клеточных мембран. Так, при исследовании проводимости калиевых каналов из мышечной ткани саранчи было обнаружено два уровня проводимости. Значения уровней проводимостей составляли и 0 пСм и оба канала блокировались одними и теми же соединениями тетраэтилом и тетрометиламмонием Согсгупэка е1 а1. Авторы объясняют появление двух подсостояний проводимости каналов тем, что происходит изменение конформации белка, образующего канал, в результате чего возникает изменение эффективного радиуса поры. Аналогичные предположения использовались при обсуждении подуровней проводимости калиевого канала саркоплазматического ретикулума сердечной мышцы, реконструированного в липидный бислой Ве2р1туаппу еТ а1. Такие измерения проводили при изучении каналов, образованных в липидных бислоях соединениями относительно простой структуры. Наиболее известным соединением, формирующим в БЛМ каналы с несколькими уровнями проводимости, является антибиотик аламетицин. i, ii, . Его концевая аминокислота метилаланин ацетилирована, а на Сконце расположен глутамин, несущий свободную акарбоксильнгую группу, которая является ионогенной, тогда как все остальные аминокислоты аламетицина гидрофобны. Молекула аламетицина имеет изоэлектрическую точку с рК 6,5. Изучение взаимодействия аламетицина с БЛМ , показало, что аламетицин принимает в мембране конфигурацию аспирали. Наиболее ранние модели канала предполагали, что олигомеры аламетицина, формирующие поры, имеют в своем составе фиксированное число молекул, а различные уровни проводимости канала возникают в результате конформационных изменений в олигомере i . . Общепринятая в настоящее время модель , объясняет образование нескольких уровней проводимости аламегицинового канала по механизму бочонка. При этом предполагается, что пора образуется субъединицами аспиралями каналоформера, которые располагаются по периметру поры. Под действием трансмембранного потенциала число субъединиц, образующих пору, может увеличиваться или уменьшаться. Этот процесс сопровождается изменением эффективного диаметра поры и переходами канала в разные подсостояния проводимости. Нижнее проводящее состояние аламетицинового канала образованно гремя мономерами i, . См в 1 Мрастворе I и селективно преимущественно для К. Подсостояния более высокого порядка теряют ионную селективность. Проводимости подсостояний не кратны, а увеличиваются пропорционально множителю 2 1, где п число молекул аламетицина, образующих канал i, . Безруковым и Водяным v, V, были найдены размеры аламецитиновых каналов, соответствующие разным уровням проводимости.