Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Индуцированные ионные каналы в искусственных и природных мембранах: структура и функции Сабиров, Равшан Заирович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Сабиров, Равшан Заирович. Индуцированные ионные каналы в искусственных и природных мембранах: структура и функции : автореферат дис. ... доктора биологических наук : 03.00.02.- Ташкент, 1993.- 47 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность темы.
/ Асимметрия ионного состава клетки и регуляция транспорта

ионов через мембраны являются одним из наиболее характерных особенностей живых организмов. Исследования последних лет по-

..казьтают, что ионные каналы принимают непосредственное участие в регуляции трансмембранного транспорта ионов, передаче межклеточных сигналов, нервного импульса и др. Исходно представления о транспорте ионов через специфические поры в биологических мембранах сложились на основе электрофизиологических

_ исследований электро- и хемовозбудимых клеток и тканей. В дальнейшем было установлено, что водные поры, хотя и.с. существенно иными свойства».<н, присутствуют и а мембранах невозбудимых клеток (анионный транспортёр эритроцитов, натриевый канал эпителиоцитов, калиевые каналы в лимфоцитах, поры щелевого контакта и др.), а также в мембранах внутриклеточных органелл (поры внешней и внутренней мембраны митохондрий, ядерная пора). Более того, было обнаружено, что межклеточные взаимодействия, а также взаимоотношения между какро- и микроорганиз-

мом такхе осуществляются при непосредственном, участии канало-образуюших веществ (киллерные,.факторы, компоненты комплемента, бактериальные' токсины, факторы патегенности грз:0оз и др.).

Разнообразие биологических функций обуславливает огромное число вариаций параметров ионных каналов, -таких, как проводимость, избирательность, электрическая "и фармакологическая регуляция. Естественно предположить, что ь основе такого разнообразия функций лежит разнообразие молекулярных структур, формирующих поры; Поэтому проблема установления структурно-функциональных взаимосвязей в ионных каналах является одной ;е наиболее актуальных в современной мембранологи».

Неотъемлемым свойством каждого' ионного . канала является наличие транспортного пути, по которому перекосятся проникающие ионы. Сам по себе этот факт не вызывает сомнений, однако даже для одного а того же канала информация'о размерах и архитектуре этого участка поры часто весьма разнообразна и противоречива, хотя. и совергенно необходима для построения адекватной молекулярной модели канала.

3 свяаи с этим, основной целью работа явилесь разработка подходов к оценке размера ионных каналов в модельных и природ-

-.4 -' ных мембранах и определение этого параметра для широкого класса ионных каналов разнообразного происхождения, а также изучение связи структуры и функции в индуцированных водных порах.

Основные задачи заключались в следующем:

  1. Детально исследовать физико-химические свойства электролит-неэлектролитных растворов. /

  2. Изучить влияние неэлектролитов разного размера на ионный ток через одиночные ионные каналы и выявить параметр, применимый для оценки размера водной поры. '

  3. Определить размер водной поры для каналов различной природы и происхождения.

  4. Исследовать влияние неэлектролитов на гемолитическое действие каналоформеров с целью определения размеров индуцированных ими водных пор в эритроцитарной мембране. Изучить за-

. виеижюгь размера пор от различных факторов.

  1. Изучить взаимодействие канаюобразующих веществ с плаз-магической мембраной лимфоцитов. Исследовать влияние неэлектролитов на эти процессы и определить размер индуцированных водных пор в лимфоцитарной мембране;

  2. Исследовать структурно-функциональные взаимосвязи в индуцированных ионных каналах. '

Научная новизна работы

На основе систематического изучения физико-химических сеойств электролит-незлектролитных ' растворов и соотношений между проводимостью, ионного канала и электропроводностью и вязкостью водной фазы впервые детально обоснован оригинальный подход .к определению размера'водной поры ионного канала. Метод реализован для ионных каналов с различными ион-транспортирую- * щими свойствами. Применение метода позволило исходя из только электрических измерений адекватно определить размер водных пор, фор>ируемых в мембранах широким набором физиологически, активных порообразующих веществ.

Исследование влияния неэлектролитов на процесс гемолиза позволило определить размер индуцированных водных пор в мембране эритроцитов для широкого круга гемолитиков разнообразной химической природы и происхождения.

Впервые обнаружено явление формирования одним каналофор-мгрэм водных пор различного размера: три типа для стафило-

токсина и два типа для мелиттина и граиицкд-ша 3. Обнаружено явление температурной регуляции эффективного разора индуцированных пор в мембране эритроцитов Установлена крайняя консервативность размера водных пор для пслиен-индудирогат.:;: каналов.

Исследовано взаимодействие трех кзналоформеров: омфотери-цина В, леворика и альфа-етафилотоксина с лимфоцитами. Разработан адекватный подход к оценке проницаемости гидрофильны/ неэлектролитов через индуцированные поры в мембране лимфоцитов.. Впервые определен размер водных вор, индуцированных ь мембране лимфоцитов этими веществами.

Предложены структурные юдоли подлых КсіЬсьіов. сбра&овак-ных альфа-стафилотокеином и мелиттиком.

Детально исследоЕан' механизм гєї/оліз*, индущрогакного
каналообразующиті веществами; Показано, что параметром, опре
деляющим гемолитические свойства канала является размер его
. водной лоры. '

Научно-практическая ценность. Разработанные в работе подходы и методы к оценке размеров родных пор ионных каналов ь искусственных и природных мембранах достаточно просты и удс'Зчы и могут найти иг/юкос- ппимеьенда в мембранологии. Результат;.; определения размера пор являются необходимым условном д.?:? рь:-яснения архитектуры ионных каналов и построения адекгатик:-. :-.о-лекулярных ' и математичес;шх моделей ионного транепог'.'а. ?'.-зультаты исследовании механизма гемолиза позволяют прогнозировать цитолитические свойства новых порообраяующих Физиолг^'ч-чески активних веществ по параметрами сбрэгуемь.у ими -ана-поч. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре биофизика ТашГУ.

ДпроОаШіЯ райот По результатам исследования ояуоликоЕа-но 35 работ. Материалы диссертации были долояены на- 37 Конгрессе Международного Электрохимического Общества (Вильнюс, 1986); 1- Всесоюзной конференции по бактериальным токсинам (Москва, 1C85V, 2-й Всесоюзной конференции, по бачте;,дальним токсинам (Немала і ЯЗЯ); 4-м съезде фиэиологоь Уабекиста.-а (Ташкент. 1S88); Беееокшом симпозиуме "Одиночные ионные каналы в биологических мембранах" (Кара-ДЬг, 1989); Бсесоил-ном симпозиуме "йскные кькаш в биоготических ме^.б^зиах" '.:Сч-

- б -pa-Дат, 1990)-, 1-м Международном совещании по порообразуюшим токсинам (Кастед-Ивано, Италия, 1991); заседании Ученого Совета Института физиологии и биофизики АН Узбекистана (1993); заседании кафедры биофизики ТашГУ; межлабораторном семинаре Института бисорганической химии АН РУз.

Структураобъем работы. Диссертация ^изложена на 326 страницах машинописи, содержит 93 рисунка и 15 таблиц. Библиография 'содержит 366 источника. Работа состоит из введения, обора литературы (б глаз), главы с описанием материалов и методов' исследования, пяти глав с изложением собственных реауль-татов и их обсуждением, а также краткого заключения и выводов.