Білкові канали клітини. Ворітної механізм білкових каналів

Відео: ACADEMIA. Фазо Атауллаханов. Як клітка створює свою живу копію, .. 1 лекція

Ворітної механізм білкових каналів забезпечує спосіб регуляції іонної проникності каналів. Вважають, що деякі ворота фактично є подовженням транспортної білкової молекули, яке може закривати або відкривати отвір каналу при кон-інформаційному зміні форми самої білкової молекули.
Відкриття і закриття воріт регулюється двома основними способами.

електрокеровані ворота. В цьому випадку молекулярна конформація воріт або їх хімічних зв`язків відповідає електричному потенціалу на клітинній мембрані. Навпаки, коли внутрішня сторона мембрани втрачає негативний заряд, ці ворота можуть раптово відкриватися, дозволяючи величезного числа іонів натрію проходити через натрієві пори.

Це основний механізм генерації в нервах потенціалів дії, відповідальних за проведення нервових сігналов.Откритіе цих воріт частково обумовлює завершення потенціалу дії. 2. Хемоуправляемие (лігандуправляемие) ворота. Деякі ворота білкових каналів відкриваються при зв`язуванні з білком хімічної речовини ліганду. Це веде до конформаційних або хімічної зміни в білковій молекулі, що відкриває або закриває ворота.

Відео: протеасомного деградація білків, механізм і значення

Такий ворітної механізм називають хімічним, або лігандних. Одним з найбільш важливих прикладів хімічного воротного механізму є дія ацетилхоліну на так званий ацетілхоліновий канал. Ацетилхолін відкриває ворота цього каналу, в результаті з`являється негативно заряджена пора діаметром близько 0,65 нм, через яку можуть проходити незаряджені молекули або позитивні іони меншого діаметру.

Ці ворота виключно важливі для передачі нервових сигналів від однієї нервової клітини до іншої і від нервових клітин до м`язових, що необхідно для м`язового скорочення.

Відкрите і закрите стан комірних каналів. Примітно, що канал проводить струм за принципом «все або нічого». Це означає, що ворота каналу різко відкриваються і потім також різко закриваються, причому у відкритому стані канал знаходиться від часткою мілісекунди до декількох мілісекунд. При одному рівні потенціалу канал може залишатися практично весь час закритим, а при іншому рівні - майже весь час відкритим.

Як показано при проміжних рівнях мембранного потенціалу ворота натрієвого каналу мають схильність періодично швидко відкриватися і закриватися, забезпечуючи середнє значення струму.

метод «Петч-кламп»Для реєстрації іонного струму, що протікає через поодинокі канали. Показану на рис. 4-5А реєстрацію іонного струму, що протікає через поодинокі білкові канали, технічно здійснюють за допомогою методу «Петч-кламп». Мікропіпетку з діаметром кінчика не більше 1-2 мкм підводять впритул до мембрани із зовнішнього боку. Потім зсередини піпетки створюють негативний тиск, завдяки чому розташований навпроти ділянку мембрани підсмоктується до кінчика піпетки, формуючи щільний контакт з його краями.
В результаті можна реєструвати електричний струм, протікає через дуже маленький шматочок ( «Петч») мембрани у верхівки піпетки.

Крім того маленький шматочок клітинної мембрани на кінці піпетки можна вирвати з клітки. Потім піпетку з герметично зчепленим з нею шматочком поміщають в будь-який розчин. Це дозволяє, за бажанням експериментатора, змінювати склад розчину як всередині піпетки, так і зовні, а також підтримувати на будь-якому заданому рівні різниця потенціалів між двома сторонами мембрани, тобто фіксувати ( «Кламп») напруга.

Відео: Новини науки від 20.09.2016 (риба-веселка)

Можна виділити такий малий ділянку мембрани, що в ньому можна знайти лише один білковий канал, доступний для вивчення. Шляхом зміни концентрацій різних іонів і напруги по обидві сторони мембрани можна визначати транспортні характеристики одиночного каналу і властивості його комірних механізмів.