M. Λέκκα 2011 ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ

Transcript

1 ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ M. Λέκκα 2011 Οι βιολογικές μεμβράνες είναι φυσικά φράγματα που οριοθετούν την αρτιότητα των κυττάρων ως προς το περιβάλλον τους, (πλασματική μεμβράνη στους προκαρυωτικούς οργανισμούς), ενώ στους ευκαρυωτικούς υπάρχουν και εσωτερικές μεμβράνες, που διαχωρίζουν τα διάφορα κυτταρικά οργανίδια. Οι μεμβράνες αυτές διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τη σύσταση και λειτουργία. Γενικά, αποτελούνται από: Λιπίδια /Πρωτεΐνες (4:1 1:4) Υδατάνθρακες (~5%, πάντα ενωμένοι με λιπίδια, τα γλυκολιπίδια ή με πρωτεΐνες, τις γλυκοπρωτεΐνες)

2 ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ ΣΥΣΤΑΣΗ ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΩΝ ΛΙΠΙΔΙΩΝ ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΜΕΤΑΞΥ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΙΔΙΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ (μυελίνη vs ER για χοληστερόλη/σφιγγομυελίνη) ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΜΕΤΑΞΥ ΙΔΙΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ (ερυθροκύτταρα ανθρώπου vs Αρουραίου για σφυγγομυελίνη/φωσφατιδυλοχολίνη)

3

4

5

6

7 BIOXHMEIA, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

8 ΣΥΣΤΑΣΗ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ : ΑΣΥΜΜΕΤΡΙΑ Στα ερυθροκύτταρα: Φωσφολιπίδια με αμινομάδες Εσωτερικό Γενικά Φωσφολιπίδια Κυτοσολική πλευρά Ρόλος πρωτεϊνών

9 ΦΥΣΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ: ΡΕΥΣΤΟΤΗΤΑ

10 ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΤΗΣ ΡΕΥΣΤΟΤΗΤΑΣ Τεχνική επανόρθωσης της αμαύρωσης φθορισμού L. Frye & M.Edidin

11 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗ ΡΕΥΣΤΟΤΗΤΑ Ακορεστότητα λιπαρών οξέων Μήκος λιπαρών οξέων Περιεκτικότητα σε χοληστερόλη Δευτερευόντως: πολικό τμήμα φωσφολιπιδίων

12 ΦΥΣΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΛΙΠΙΔΙΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ: ΡΕΥΣΤΟΤΗΤΑ Συμπεριφορά φάσης: Ανάλογα με τη θερμοκρασία τα λιπίδια μεταβαίνουν από κατάσταση πηκτώματος (gel) σε υγρήκρυσταλλική (liquid-crystal) φάση.

13 ΦΥΣΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΛΙΠΙΔΙΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ: ΡΕΥΣΤΟΤΗΤΑ Η χοληστερόλη επιδρά στη μετάπτωση φάσεων. Η μελέτη της φυσικής κατάστασης γίνεται με NMR, ESR, DSC.

14 BIOXHMEIA, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

15 Οι θερμοδυναμικοί περιορισμοί στην εγκάρσια κίνηση των μεμβρανικών φωσφολιπιδίων αναιρούνται με τη βοήθεια ενζύμων (φλιππάσες, σκραμπλάσες)

16 BIOXHMEIA, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

17 BIOXHMEIA, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

18 BIOXHMEIA, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

19 ΑΣΥΜΜΕΤΡΙΑ

20 BIOXHMEIA, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

21 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣΜΑΤΩΝ Ενζυμικοί δείκτες Μορφολογικοί δείκτες

22 ΕΝΖΥΜΙΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ ΚΑΘΑΡΟΤΗΤΑΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ Oργανίδιο Πυρήνας Συσκευή Golgi Eνζυμικός δείκτης DNA πολυμεράση Γαλακτοοζυλο-τρανσφεράση Mιτοχόνδρια Mονοαμινοξειδάση (εξωτερική μεμβράνη) Δεϋδρογονάση μηλικού Δεϋδρογονάση ηλεκτρικού Λυσοσώματα Υπεροξυσώματα Eνδοπλασματικό δίκτυο Kυτοπλασματική μεμβράνη Kυτόπλασμα Όξινη φωσφατάση Β-Γαλακτισιδάση Β-Ν-ακετυλονευραμινιδάση Καταλάση Φωσφατάση της 6-φωσφογλυκόζης ΝΑDPH-αναγωγάση του κυτοχρώματος c, Na + -K + ATPάση 5 νουκλεοτιδάση Αλκαλική φωσφατάση Γαλακτική αφυδρογονάση (LDH)

23 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΩΝ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ

24 BIOXHMEIA, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

25 ΒΑΚΤΗΡΙΟΡΡΟΔΟΨΙΝΗ Οι α-έλικες είναι το πιο συνηθισμένο μοτίβο των διαμεμβρανικών περιοχών

26 ΠΟΡΙΝΗ

27 Ένζυμα που καταλύουν το μεταβολισμό λιπιδίων

28 Τοπολογία της συνθάσης 1 προσταγλανδινών Η2

29 BIOXHMEIA, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

30 BIOXHMEIA, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

31 BIOXHMEIA, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

32 BIOXHMEIA, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

33 BIOXHMEIA, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

34 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ

35 ΛΙΠΟΠΡΩΤΕΪΝΕΣ Παράγονται στο αίμα Μεταφέρουν λιπαρά οξέα και γλυκερίδια στα κύτταρα Κατηγορίες: Χυλομικρά, VLDL & IDL, LDL

36 RAFTS Mεμβρανικοί σχηματισμοί εμπλουτισμένοι σε συγκεκριμένα λιπίδια, χοληστερόλη και πρωτεΐνες, που καταλήγουν στη δημιουργία διακριτών περιοχών στη μεμβράνη Λειτουργία : -Μεταφορά χοληστερόλης - Ενδοκύτωση - Μεταγωγή σήματος

37 ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ: TIGHT JUNCTIONS Σταματούν την ροή των υγρών μεταξύ των κυττάρων Δημιουργία υδατοστεγούς κατασκευής για την αποφυγή εισαγωγής ουσιών στα κύτταρα

38 ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ: ΔΕΣΜΟΣΩΜΑΤΑ Δημιουργία δεσμών μεταξύ των κυττάρων & επικοινωνία μέσω των κυτταροσκελετών τους Δίνει αντοχή και ανθεκτικότητα στους ιστούς

39 ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ: ΧΑΣΜΟΣΥΝΔΕΣΜΟΙ Πόροι ταχείας και άμεσης επικοινωνίας μεταξύ κυττάρων Μεταφορά μικρών μορίων & ηλεκτρικών σημάτων μεταξύ κυττάρων, συντονισμός αποκρίσεων

40 ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ