Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений»





НазваниеОтчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений»
страница1/23
Дата публикации18.12.2014
Размер2.98 Mb.
ТипОтчет
100-bal.ru > Право > Отчет
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23


Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Московская государственная академия

ветеринарной медицины и биотехнологии имени К. И. Скрябина»


УДК 541.127.4; 541.49; 547.898

№ госрегистрации 01200961265





«УТВЕРЖДАЮ»

Ректор ФГОУ ВПО МГАВМиБ,

академик РАСХН, профессор
______________Ф.И. Василевич

«___» ___________ 2009 г.



ОТЧЕТ
о научно-исследовательской работе


по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. № 02.740.11.0270

по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений»

Этап второй: «Выбор направлений исследований и этап предварительных исследований по мембранным коллоидным системам»
(промежуточный)



2009-1.1-135-061-013

в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»

на 2009-2013 годы

Руководитель проекта ___________ Н.А. Балакирев
«__» __________ 2009 г.

Москва 2009

Список основных исполнителей


Проректор ФГОУ ВПО МГАВМиБ,

академик РАСХН


____________

подпись, дата


Н.А. Балакирев

Зав. кафедрой,

д.х.н., д.б.н., проф

____________

подпись, дата

С. Ю. Зайцев

Проф., д.х.н

____________

подпись, дата

М. С. Царькова

Доцент, к.б.н.

____________

подпись, дата

Т.В. Каштиго

Доцент, к.х.н.

____________

подпись, дата

О.С. Белоновская

Доцент, к.б.н.

____________

подпись, дата

А.А. Лисицына

Докторант, к.х.н.

____________

подпись, дата

И.Н. Староверова

Ст. преподаватель, к.б.н.

____________

подпись, дата

Т.О. Азарнова

Зав. уч. лабораторией, к.б.н.

____________

подпись, дата

И.В. Милаёва

Аспирант

____________

подпись, дата

Е. Н. Зарудная

Аспирант

____________

подпись, дата

В. В. Бондаренко

Аспирант

____________

подпись, дата

А. Н. Тимонин


Аспирант

____________

подпись, дата

В. В. Пайтерова


Студент

____________

подпись, дата

Д.О. Соловьева

Лаборант

____________

подпись, дата

М.Н. Шапошников



Реферат

Отчет 208 с., 7 ч., 14 рис., 8 табл., 248 источников.
Ключевые слова: биохимические коллоидные системы, мембраны, мембранные коллоидные системы, тонкие пленки, полимеры, иммобилизованные ОМС, иммобилизованные ферменты, супрамолекулярные ферментные комплексы, коллоидно-химические свойства, белки, полиэлектролиты, физико-механические свойства.

Объекты исследования и разработки. Анализ научно-технической литературы и других материалов, относящихся к биохимическим коллоидным системам, мембранным комплексам в целом и отдельным перспективным направлениям, связанным с мембранным пищеварением и микроциркуляцией веществ в капиллярах, методами исследования клеточных мембранных структур; патентные исследования. Получение тонких полимерных пленок, изучение их физико-механических свойств в зависимости от типа выбранного полимера. Исследование элементного состава поверхностных слоев волоса пушных животных.
Цели работы по второму этапу

  • Анализ научно-технической литературы и других материалов, относящихся к мембранным коллоидным системам (МКС). Информационно-аналитическое обеспечение исследований МКС.

  • Патентные исследования по МКС.

  • Описание постановки и научно-техническая реализация проведения исследований МКС.

  • Подбор  матриц и мембран для иммобилизации сенсорных молекул.

  • Анализ изменений элементного состава поверхностных слоев волоса пушных животных.

  • Анализ и обобщение полученных на 2 этапе результатов НИР.

  • Апробация результатов по ферментным коллоидным системам в части ФКС на основе липаз в учебном процессе.


Метод и методология проведения работы включали: анализ научно-технической литературы и других материалов путём изучения печатных и электронных, отечественных и зарубежных изданий, относящихся к МКС, патентный поиск по международной базе данных, описание постановки и технической реализации проведения исследований, проведение экспериментальных работ по получению тонких полимерных пленок, изучение физико-химических свойств полимерных пленок (оптической плотзрачности, влагопоглощения, твердости и др.). Определение минерального состава волоса пушных животных.

В работе использованы следующие физико-химические методы исследования:

определение твердости полимерной пленки; измерения спектров поглощения; измерение спектров флуоресценции; ЯМР-спектроскопия, элементный анализ.

Результаты работы

1. Проведен детальный анализ научно-технической литературы и других материалов, относящихся к мембранным коллоидным системам (МКС), и разработаны основы информационно-аналитического обеспечения исследований МКС.

2. Проведены патентные исследования по МКС в полном объеме.

3. Разработаны основы постановки и научно-технической реализации проведения исследований МКС.

4. Изучены свойства полимерных матриц и мембран, которые должны использоваться для иммобилизации сенсорных молекул; осуществлен выбор оптимальных МКС для вышеуказанных применений.

5. Проведен анализ изменений элементного состава поверхностных слоев волоса пушных животных.

6. Осуществлена апробация результатов по ферментным коллоидным системам в части ФКС на основе липаз в учебном процессе.

Объектом интеллектуальной собственности в виде публикации в высоко рейтинговых российских и зарубежных журналах является 1 обзор (С.Ю. Зайцев // Российские нанотехнологии.-Т.4.-№ 7-8.-2009.-С.6-18 ), что соответствует ТЗ НИР на 2009 г.
Рекомендации по внедрению результатов НИР

Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем с использованием современных методических и инструментальных достижений позволит решить ряд актуальных фундаментальных проблем в области коллоидной химии и поверхностных явлений, а также прикладных задач биомедицины и экологии, нано- и биотехнологии, ветеринарии и зоотехнии. Биохимические коллоидные системы на основе мембран и тонких пленок позволят создать нанокомпозитные материалы для хемосенсорных устройств биологического контроля катионов биогенных металлов и малых органических молекул в воде и биологических жидкостях. Контроль за минеральным составом волоса и кожи пушных животных обеспечит правильные варианты своевременной подкормки животных с целью повышения качества продукции пушного звероводства.

Все вышеизложенное является неотъемлемой частью научно-технического прогресса в развитии животноводства на современном этапе и будет реализовано в данной НИР на базе достижений коллоидной химии.

Выполнение НИР обеспечит достижение научных результатов мирового уровня в решении многих актуальных фундаментальных и прикладных проблем химии и биологии, медицины и экологии, нано- и биотехнологии, ветеринарии и зоотехнии; позволит завершить создание комплексной системы подготовки высококвалифицированных специалистов (от бакалавров и магистров до кандидатов и докторов наук), обладающих особыми компетенциями по профилю данной НИР, что приведет к формированию эффективного и жизнеспособного научного коллектива.

Область применения полученных результатов

Результаты проекта должны быть включены в образовательную программу ФГОУ ВПО МГАВМиБ и использоваться в образовательном процессе на базе научного кадрового потенциала, лабораторного и испытательного оборудования научно-образовательного центра ФГОУ ВПО МГАВМиБ, в том числе в процессе проведения настоящих научно-технических работ.

Новые МКС, разработанные на основе полимеров разного типа, могут найти применение в медицине человека и животных, экологии, нано- и биотехнологии и т.д. Разработанные методы определения минерального состава ворса животных будут использованы для повышения качества продукции пушного звероводства. Полученные на данном этапе результаты являются ключевыми для успешного выполнения всего проекта.

Прогнозные предположения о развитии объекта исследования

В процессе проведения НИР должны быть разработаны технологические параметры МКС и методические рекомендации по их использованию для различных областей применения, в том числе: экспериментальные образцы; методики испытаний экспериментальных образцов; технологии получения биохимических коллоидных систем.

В ходе выполнения этапа НИР будут получены результаты интеллектуальной деятельности (статьи, патенты и т.д.); учебно-методические комплексы, включающие учебно-методические пособия, указания и рекомендации; примерные и рабочие учебные программы, практикумы по дисциплинам «Биохимия мембран», «Физическая и коллоидная химия», «Кинетика и термодинамика ферментативных реакций», «Энзимология», «Биоэнергетика», «Бионанотехнология» и другие.

СОДЕРЖАНИЕ

Реферат ………………………………………………………………………………….………….

3

2.1 Анализ научно-технической литературы и других материалов, относящихся к мембранным коллоидным системам (МКС). Информационно-аналитическое обеспечение исследований МКС………………………………………………………………..


10

2.1.1 Биологические функции мембран…………………………………………………………...

10

2.1.2 Состав биологических мембран ……………………………………. ………………………

13

2.1.3 Транспорт веществ через мембрану ………………………………………. ……………….

35

2.1.4 Мембранное пищеварение как физиолого-биохимический коллоидно-ферментный процесс ……………………………………………………………………………………………...


47

2.1.5 Микроциркуляция в кровеносных сосудах ………………………………………………...

66

2.2 Проведение патентных исследований по МКС …………………………………………

94

2.3 Описание постановки и научно-техническая реализация проведения исследований МКС…………………………………………………………………………………………………


112


2.3.1 Методы исследования клеточных мембранных структур …………………………………


114

2.3.2 Методы изучения динамического поведения мембранных систем и липид-белковых взаимодействий……………………………………………………………………………………..


116

2.3.3 Получение полимерных пленок и методы их исследования ……………………………...

126


2.3.4 Методика измерения спектров поглощения ……………………………………………….

134

2.3.5 Методика измерения спектров флуоресценции…………………………………………..

135

2.3.6 Методика построения графиков в "OriginPro70"…………………………………………

137

2.4 Подбор матриц и мембран для иммобилизации сенсорных молекул.…...…………….

140

2.4.1 Выбор полимерных пленок, полученных из растворов полимеров………………………...

140

2.4.2 Выбор полимерных пленок, полученных из водных дисперсий полимеров…………………

141

2.4.3 Изучение влагопоглощения полимерных пленок ………………………………………….

141

2.4.4 Получение полимерных пленок, содержащих пластификаторы…………………………..

143

2.4.5 Определение прочностных свойств пленок ………………………………………………..

145

2.4.6 Сравнительная оценка рассматриваемых вариантов при выборе полимерных матриц для иммобилизации сенсорных молекул………………………………………………………….

146

2.5 Анализ изменений элементного состава поверхностных слоев волоса пушных животных…………………………………………………………………………………………..

2.5.1 Сведения о кожном и волосяном покрове пушных животных…………………………….

2.5.2. Определение дефицита минеральных веществ у пушных зверей…………………………


147

147

162

2.6 Анализ и обобщение полученных на 2 этапе результатов НИР …………….………...

169

2.7 Анализ апробации результатов по ферментным коллоидным системам в части ФКС на основе липаз в учебном процессе…………………………………………………….


172

Список использованных источников………………………………………………………….

186

Приложение (аннотационный отчет по пункту 2.8 «Проведение предварительных исследований ферментных и мембранных коллоидных систем с использованием лабораторных установок для формирования мономолекулярных пленок органических и биологических веществ, для исследования биологических мембран, клеток, синтетических и природных полимеров и другого специального оборудования»)


205


ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

БКС – биохимические коллоидные системы

МКС - мембранные коллоидные системы

ФКС – ферментные коллоидные системы

НКМ - нанокомпозитные материалы

ОМС - оптические молекулярные сенсоры

ПСт - полистирол

ПВБ - поливинилбутираль

УФ-область – ультрафиолетовая область

PVDC (англ.) – поливинилиденхлорид

PSt (англ.) – полистирол

БКС – биохимическая коллоидная система

КЭГ – краситель Эванса голубой

ChOx – продукты окисления холестерина

HDL – липопреины высокой плотности

HSPGs – гепаран сульфат протеогликаны

LDL – липопротеины низкой плотности

LpL – липопротеин липаза

oxLDL – окисленные липопротеины низкой плотности

PRAPgamma – peroxisome proliferator – activated receptor gamma

SMS – гладкомышечные сосудистые клетки

TNF – фактор некроза опухолей

VEGF – эндотелиальный фактор роста

VEGFR – рецептор эндотелиального фактора роста

VPF – фактор проницаемости эндотелия

2.1 Анализ научно-технической литературы и других материалов, относящихся к мембранным коллоидным системам (МКС).

Информационно-аналитическое обеспечение исследований МКС

Отв. исполнители: зав. кафедрой ФГОУ ВПО МГАВМиБ, проф. д.х.н, д.б.н. С.Ю. Зайцев;доцент, к.б.н. О.С.Белоновская, асп.В.В . Пайтерова
Мембраны играют ключевую роль в структурной организации всех клеток – прокариотических и эукариотических, растительных и животных. В силу особенностей своего строения мембраны во многом определяют особенности функционирования клеток [1].

В настоящее время известно, что основные принципы структурной организации всех мембран животной клетки по сути универсальны – это липидный бислой спериферическими, полуинтегральными и интегральными белками. Более того, эти принципы распространяются и на мембраны растительных и бактериальных клеток.

Наружную мембрану клетки называют плазматической. Плазматическая мембрана чрезвычайно эластична, благодаря чему животные клетки могут довольно сильно изменять форму без разрыва мембран.

Большинство растительных клеток в отличие от животных не способны изменять свою форму, так как их мембраны окружены толстой, прочной и мало упругой оболочкой. Ее называют клеточной стенкой. Стенки имеются также у бактерий. Бактериальные клетки имеют довольно простую наружную оболочку, содержащую один или два слоя.

Внутри клетки мембраны могут образовывать субклеточные частицы (органеллы) различного назначения. В клетке специфические мембраны окружают митохондрии, клеточное ядро, лизосомы, пероксисомы, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, хлоропласты и другие.

Все клеточные мембраны отличаются исключительной тонкостью, при этом обладают высокой прочностью на разрыв, устойчивостью и гибкостью, а по электроизоляционным свойствам превосходят многие изоляционные материалы, применяемые в технике. Общая площадь мембран в органах и тканях организма достигает огромных размеров. Например, печень крысы весит всего 6 г, суммарная же площадь ее клеточных мембран составляет несколько сотен квадратных метров. В эндоплазматической сети печени на каждый миллиграмм белка приходится 0,5 м2 мембран. [1]

2.1.1 Биологические функции мембран

Несмотря на многообразие различных типов клеток, их мембраны выполняют общие биологические функции. Прежде всего, они «отграничивают» содержание клеток или субклеточных органелл. Более того, они организуют внутри клетки компартменты с различными свойствами. С их помощью происходит отделение содержимого компартментов от окружающей их среды. В каждом компартменте мембраны обеспечивают сохранение специфических физико-химических условий. Поэтому по обе стороны мембраны такие условия среды как кислотность, концентрация растворенных веществ, электрический потенциал, как правило, не одинаковы.

Однако мембраны не только разделяют клетку на отдельные компартменты, но и участвуют в регуляции метаболических сигналов, которые передаются между наружной и внутренней сторонами этих компартментов. Это может проявляться в виде физического переноса ионов или молекул через мембрану или при помощи конформационных изменений, индуцируемых в мембранных компонентах. Таким образом, мембраны контролируют проникновение в клетку и выход из нее метаболитов. С помощью мембранных рецепторов они реагируют на внешние сигналы и трансформируют их, то есть способны классифицировать и избирательно модулировать их (усиливать важные и снижать до уровня шумов второстепенные), передавая внутрь клетки существенную информацию.

Мембраны способны обеспечивать образование и поддержание разности потенциалов, а также транспортировать мембранный потенциал вдоль по мембранным индукторам, позволяя использовать этот специфический вид энергии в разных частях клетки.

Кроме того, с мембранами связано функционирование многих клеточных ферментов. Мембраны оказывают большое влияние на процессы, протекающие внутри клетки, изменяя их активность. Некоторые ферменты активны только тогда, когда они прикреплены к мембране; другие, наоборот, в этом состоянии не проявляют активности и начинают действовать лишь после отщепления их и выхода в цитоплазму. Поэтому важным свойством мембран является способность создавать специальную среду для защиты гидрофобных белков от «водной атаки» и обеспечения их функций, то есть в мембране создаются специальные условия для протекания реакций, осуществляемых гидрофобными белками [1].

Одновременно мембранные липиды осуществляют контроль за взаимодействием между отдельными белками, погруженными в мембранную толщу. Некоторые ферменты образуют своеобразные мембранные ансамбли, которые осуществляют цепь последовательных превращений именно благодаря тому, что их компоненты объединены общностью локализации, организованы мембраной. Благодаря этому обстоятельству повышается эффективность суммарного процесса. Имеются ферменты, которые, действуя на мембраносвязанные субстраты, участвуют тем самым в биосинтезе мембран.

С участием мембран в той или иной степени осуществляется большинство жизненно важных функций, например, протекают такие разные процессы, как репликация прокариотической ДНК, биосинтез белков и их секреция, биоэнергетические превращения, а также функционирование систем гормонального ответа.

Важная сторона ферментативной деятельности мембран связана с координацией множества химических реакций, протекающих в клетке. Для этого мембраны объединяют различные ферменты в единый конвейер, в котором каждый фермент действует в строгом соответствии с остальными.

Мембраны участвуют во взаимодействии клеток со средой. Это свойство лежит в основе обеспечения специфики межклеточных контактов и иммунологических ответов. Клетки узнают себе подобных, вступают с ними в контакт, передают разнообразную информацию. Если измельчить эмбрионы амфибии до состояния свободных клеток и перемешать их, можно наблюдать, что через некоторое время клетки самопроизвольно начинают «сортироваться»: родственные клетки объединяются в пласты, дающие начало тканям, и, в конце концов, вновь образуются структуры, напоминающие эмбрион. Эта поразительная способность клеток, несомненно, зависит от свойств наружных клеточных мембран, их способности узнавать себе подобных. Благодаря этому свойству клетки способны создавать ткани, органы и сами организмы.

Большинство мембран, кроме этих общих функций, выполняют и специальные функции. Например, мембраны митохондрий и хлоропластов зеленых растений осуществляют трансформацию энергии. Мембраны, расположенные в стенках кишечника, выполняют функции, связанные с процессами пристеночного пищеварения. Мембраны нервных клеток генерируют электрические импульсы.

Некоторые клетки, например, палочки сетчатки глаза, имеют высокоспециализированные мембраны, позволяющие выполнять уникальные функции. Мембраны мышечных клеток участвуют в инициации и регуляции сокращения. Клетки органов чувств содержат специализированные мембраны, преобразующие энергию света и звука в электрические импульсы и передающие центральной нервной системе информацию о запахах, изменениях температуры и давления. [1, 2, 3, 4, 5].



2.1.2 Состав биологических мембран

В состав биологических мембран входят представители трех классов веществ, обмен которых составляет основу метаболизма: это белки, липиды и углеводы. В весовом отношении белки составляют 40–60%, согласно некоторым данным от 20% до 80%, остальное приходится на долю липидов. [2, 3, 4]

Несмотря на многообразие биомембран основные принципы структурной организации всех мембран животного, растительного и бактериального происхождения одинаковы. Согласно получившей широкое признание «жидкостно-мозаичной» модели, первоначально предложенной в 1972 году Сингером и Николсоном [6], биомембрана представляется как текучий фосфолипидный бислой, в который погружены белки (рис. 1 а). Впоследствии стало, однако, очевидным, что молекулярная организация мембран гораздо сложнее, чем это следует из жидкомозаичной модели. В частности, показано, что не все мембранные белки свободно диффундируют в жидком липидном бислое [3, 4]. Некоторые участки мембран отличаются по своей структуре от классического липидного бислоя вследствие липидного полиморфизма. В пределах одной мембраны могут соседствовать участки с разным липидным составом и функциями [5, 8, 9]. В настоящее время считают, что сложная динамическая структура биомембран, для которой характерны искривления, фазовые переходы, вариации толщины, образование небислойных структур, определяется специфическими взаимодействиями мембранных белков с липидами [4, 8, 9]. Такие взаимодействия во многом обеспечивают эффективное выполнение мембранами разнообразных клеточных функций, возникающих в ходе метаболизма. Проиллюстрировать динамические свойства биомембран можно на примере «метаморфно-мозаичной» модели [5], включающей в себя основные мембранные процессы (рис. 1 б).
Мембранные липиды

Липиды клеточных структур эукариотических клеток представлены тремя основными группами: фосфолипиды, гликолипиды и стероиды.

Липиды — фосфолипиды, гликолипиды, холестерин — составляют костяк мембраны и ответственны за целостность мембранной структуры. [2, 3]

Оказавшись в водном растворе, фосфолипиды ведут себя сходным образом: проявляют стремление создать ансамбли из множества молекул липидов.

Тем не менее, липиды плохо растворяются как в полярном растворителе – воде (мешают неполярные хвосты), так и в неполярной среде – масле (мешают полярные головки). Самое энергетически выгодное для них расположение – мономолекулярный слой на поверхности раздела между водой и маслом, в этом случае их хвосты погружены в масло (рис. 1).

Чтобы подчеркнуть различное отношение к воде и к маслу, головки называют гидрофильными, а хвосты – липофильными. Соответственно липиды, молекулы которых содержат как гидрофильную, так и липофильную группировку, называют амфифильными веществами (или амфипатическими). [10]

Липидная мицелла с суммарным отрицательным зарядом будет не безразлична к солевому составу окружающей ее среды. На поверхности раздела между водой и липидом создается разность потенциалов.

Если к водной среде добавить поваренную соль (хлористый натрий), то положительно заряженные ионы натрия (Na+) будут связываться поверхностью мембраны, а отрицательно заряженные ионы хлора (Cl-) – отталкиваться в водную фазу. Обычно приповерхностную область разделяют на 2 части – ближайшую к поверхности липида, в которой ионы натрия стабилизированы (там концентрация ионов больше, – сольватация) и внешнюю, диффузную часть, в которой ионы передвигаются более свободно.

Как известно, в воде присутствуют в очень малой степени положительные ионы водорода и отрицательно заряженные гидроксильные группы. Ионы водорода притягиваются отрицательно заряженной поверхностью мицеллы, а гидроксильные группы – отталкиваются в водную фазу. Поэтому кислотность среды вблизи поверхности мицелл отличается от кислотности водного раствора.

И по своим физическим свойствам вода вблизи поверхности мицеллы заметно отличается от обыкновенной воды, например, она не замерзает при 0 ºС.

Таким образом, у поверхности липидов в воде существенно меняются концентрация солей, физические свойства и кислотность среды.

Форма и размеры образуемых липидных ассоциатов зависят от многих факторов:

1) от длины ацильных цепей фосфолипидов,

2) от жирнокислотного состава фосфолипидов,

3) от степени ненасыщенности ацильных цепей фосфолипидов,

4) от структуры полярной части молекул фосфолипидов.

Рассмотрим перечисленные факторы.

1) Упаковка жирнокислотных цепей в мицеллах зависит от длины углеводородной цепи. При малых значениях n (до 16) количество молекул, необходимых для формирования мицеллы, таково, что в ее объеме жирнокислотные цепи располагаются достаточно свободно. Структурную стабильность таких мицелл поддерживают полярные связи. При возрастании длины жирнокислотной цепи плотность упаковки в мицеллах увеличивается быстрее, чем их размер, и внутреннее содержимое мицелл становится более компактным благодаря усилению связей между гидрофобными цепями. Гидрофобные взаимодействия зависят от степени контакта между ацильными цепями – эффективность этих взаимодействий обратно пропорциональна подвижности цепей. Один из важных факторов, регулирующих подвижность,– наличие двойных связей в цепи.

2) Подавляющее большинство природных жирных кислот содержит четное количество атомов углерода. Ранее это связывали с удобствами превращения этих соединений в процессе окисления. Затем было показано, что жирные кислоты с нечетным числом атомов углерода в цепи также подвергаются окислительным превращениям. Но обращает на себя внимание разная стабильность мицелл, образуемых жирными кислотами с четным и нечетным числом атомов углерода. Об этом говорит величина энергии, которую необходимо сообщить структуре для перевода ее из кристаллического в жидкое состояние.

3) Углеводородные цепи липидных молекул бывают двух видов: насыщенные и ненасыщенные, причем у ненасыщенных цепей может быть одна или несколько двойных связей. Если пленка состоит из смеси насыщенных и ненасыщенных фосфолипидов, то в месте расположения двойных связей нарушится порядок, так как не будет соблюдаться строго параллельное расположение цепей.

Поэтому пленки из смеси липидов, содержащих как насыщенные, так и ненасыщенные цепи при той же температуре являются более жидкими, чем пленки, построенные из липидов, содержащих только насыщенные цепи.

Это явление имеет огромное значение для нормальной работы биологических мембран в живой клетке. Для того, чтобы клетка могла проявлять процессы жизнедеятельности, липиды, входящие в состав ее мембран, обязательно должны находиться в состоянии «жидкой» пленки. Только в этом состоянии может быть обеспечено правильное функционирование мембранных белков и нормальное прохождение различных веществ через мембрану. Было, например, показано, что при замене ненасыщенных липидов на насыщенные в мембранах бактерий скорость прохождения веществ через мембрану падает в 20 раз.

Понятно поэтому, что клетки очень чутко реагируют на изменение температуры, стремясь к тому, чтобы их мембрана постоянно оставалась в «жидком» состоянии. Как только снижается температура окружающей среды, бактерии заменяют насыщенные липиды в своих мембранах на ненасыщенные. Так же ведут себя и клетки растений. Организм человека и теплокровных животных обеспечивает жидкое состояние своих клеточных мембран, поддерживая строго постоянную температуру тела. У некоторых животных это свойство принимает причудливые формы. Например, в ногах пингвина и северного оленя температура падает по мере удаления от корпуса, соответственно мембраны клеток в этих тканях все более обогащаются ненасыщеными жирными кислотами.

4) Способность липидов к самоорганизации (самосборке) зависит, конечно, не только от их углеводородных цепей, но и от природы полярных головок. Головки несут либо отрицательный заряд, либо одновременно отрицательный и положительный заряды, нейтрализующие друг друга. Именно последний тип липидов (нейтральные) преобладает в большинстве клеточных мембран. Это не случайно. Липидам с отрицательно заряженными головками трудно объединяться в агрегаты, так как между головками действуют электростатические силы отталкивания. В случае электронейтральных полярных головок липидные молекулы могут быть упакованы так, чтобы полностью реализовалась выгода гидрофобного взаимодействия неполярных цепей.

В зависимости от размеров полярных областей фосфолипидов возникает асимметрия мембранного бислоя, что является важной особенностью мембран.

Определение отдельных фракций липидов может иметь практическое значение. Например, в работе [11] показано, что определение фракций ФЛ в мембранах тромбоцитов при ишемическом инсульте может быть использовано для оценки степени дестабилизации клеточных мембран в организме больных и в качестве дополнительного критерия оценки тяжести заболевания.
Углеводы мембран

Другой мембранный компонент, углеводы, в составе мембран обнаруживаются лишь в соединении с белками (гликопротеины и протеогликаны) и липидами (гликолипиды). В мембранах гликозилировано около 10% всех белков и от 5 до 26% липидов (в зависимости от объекта). В числе углеводных компонентов – глюкоза, галактоза, нейраминовая кислота, фукоза и манноза.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconСписок основных исполнителей по Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011
Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011 на выполнение поисковых научно-исследовательских работ для государственных...
Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconСписок основных исполнителей по Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011
Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011 на выполнение поисковых научно-исследовательских работ для государственных...
Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconСписок основных исполнителей по Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011
Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011 на выполнение поисковых научно-исследовательских работ для государственных...
Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconОтчет о научно-исследовательской работе, выполняемой по государственному...
«Разработка алгоритмов для биоинформационного анализа комплексных метаболических и молекулярно-генетических сетей»
Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconОтчет о научно-исследовательской работе контракт №21/10 от «09» октября...
Целью работы является исследование теоретических и практических особенностей существующих систем ротации в правоохранительных органах,...
Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconОтчет о научно-исследовательской работе по государственному контракту...
Русский язык и культура речи: учебно-методический комплекс для студентов очной формы обучения / сост. И. А. Крым; Кузбасский институт...
Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconОтчет по государственному контракту от 04. 06. 2012 №1102-01-41/06-12...
...
Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconОтчет о научно-исследовательской работе по теме: «Разработка научно...
«Институт законодательства и сравнительного правоведения при Правительстве Российской Федерации» (ИЗиСП)
Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconОтчет о научно-исследовательской работе по теме «Эффективность использования...
Отчет по теме № са-12-39 «Эффективность использования отраслевых информационных систем» Минкультуры России
Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconОтчет о выполненной работе по Государственному контракту №12. 741....
Целью проведения работы является эффективное освоение молодыми исследователями и преподавателями лучших научных и методических отечественных...
Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconОтчет №3 о научно-исследовательской работе по теме: «Грид-технологии»
Разработка методов эффективного решения задач обработки, хранения, передачи и защиты информации
Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconОтчет о научно-исследовательской работе
Гост 32-2001. Межгосударственный стандарт. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской...
Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconОтчет о научно-исследовательской работе
Межгосударственный стандарт (гост 32-2001). Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления (редакция 2005...
Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconОтчет о научно-исследовательской работе на тему: «Разработка модифицированных...
«Разработка модифицированных методов выделения гуминовых веществ для получения биологических препаратов на основе вермикомпоста»
Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconОбщие положения отчет
Отчет о научно-исследовательской работе (нир) документ, который содержит систематизированные данные о научно-исследовательской работе,...
Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» iconОтчет по Государственному контракту №
«Разработка концепции создания интеллектуальной транспортной системы на автомобильных дорогах федерального значения»


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск