Общие представления о молекулярной организации биологических мембран. Рецепторы, классификация рецепторов

Общие представления о молекулярной организации биомембран

Жидкостно-мозаичная модель Сингера и Николсона (70-ые г.г. XX века): мембрана – двойной слой липидных молекул, в котором расположены глобулярные белки. Неполярные углеводородные хвосты липидов направлены внутрь, а полярные головки – наружу, контактируя с водой. В гидрофобной части мембраны находится та часть белков, которая содержит преимущественно неполярные АК. Мембрана представляет собой динамическую систему, в которой молекулы белка относительно свободно плавают в липидном море.

Жидкостно-мозаичная модель Сингера и Николсона

Функции биологических мембран:

1. обладают высокой избирательной проницаемостью, имеют определенные транспортные системы, регулирующие молекулярный и ионный состав внутриклеточной среды;

2. обеспечивают компартментализацию и функциональную специализацию клетки;

3. играют центральную роль в системе межклеточных коммуникаций, т.к. на них расположены рецепторы, воспринимающие внешние стимулы. Некоторые мембраны способны сами создавать сигнал – химический или электрический;

4. участвуют в процессах превращения энергии (фотосинтез, окислительное фосфорилирование).

Основные свойства биомембран:

• плоская структура толщиной в 2 – 3 молекулы, образующая сплошную перегородку;

• состоят из липидов и белков в весовом отношении от 1:4 до 4:1, углеводы, входящие в состав мембран, как правило, связаны с липидами и белками;

• имеют амфифильную природу;

• нековалентные надмолекулярные структуры, белки и липиды в них удерживаются вместе множеством нековалентных взаимодействий, кооперативных по своему характеру;

• ассиметричны структурно и функционально (структурная ассиметрия: углеводы – только на наружной стороне мембраны, фосфатидилхолин, сфингомиелин, холестерин – в основном в наружном молекулярном слое, фосфатидилсерин, фосфатидилэтаноламин – преимущественно во внутреннем молекулярном слое;

• динамичные структуры, составляющие их белки могут двигаться в плоскости мембраны (латеральная диффузия), поперечная диффузия крайне редка. Мембранные белки и липиды постоянно обновляются.

Рецепторы

Классификация рецепторов

1. Мембранные рецепторы:

   • 7-ТМС рецепторы взаимодействуют с гетеротримерными G-белками.

   • 1-ТМС рецепторы.

   • Рецепторы со свойствами гуанилатциклазы.

   • Рецепторы со свойствами тирозинкиназы.

   • Рецепторы, взаимодействующие с тирозинкиназами.

   • Рецепторы со свойствами протеинфосфатаз.

   • Рецепторы со свойствами СЕР/ТРЕ протеинкиназ.

2. Ионные каналы:

   • Лигандзависимые.

   • Потенциалзависимые.

   • Щелевые контакты.

3. Ядерные и цитозольные рецепторы:

   • Класс I – ядерные или цитоплазматические, без лиганда связаны с белками теплового шока.

   • Класс II – ядерные, не связаны с белками теплового шока.