Введение к работе
Актуальность теин
Представленная работа посвящена изучению влияния изменений температуры на проводимость и кинетические характеристики одиночных ионных каналов. Интерес к этой тема обусловлен тем, что температура является одним из наиболее слоено действущих факторов на функционирование ионных каналов: структура белкоЕой глобулы канала и липидного мэтрикса, распределение токопереносящах ионов по энергиям и характер их сольватного окружения в значительной степени чувствительны к изменениям температуры. Это в свои очередь сказывается на активности ионных каналов при изменении температура. Исследования с применением пэтч-метода в этих случаях позволяют раздельно изучать изменения с температурой проводимости одиночных . ионных каналов и их кинетических характеристик, что дает возмогшость делать, оценки величин энергетических барьеров в поре и наблюдать за температурной чувствительностью "воротного механизма" канала.
Цель работы и постановка задач
Целью исследований представленных в данной работе являлось изучение влияния изменений температуры на функционирование одиночных, потенциалозввисимых быстрых и медленных К+-каналов различной проводимости в нейронах моллюска.
В круг задач входили:
-
оценка величин энергетических барьеров в поре на основании температурных зависимостей токов через одиночные ионные каналы;
-
изучение влияния изменений температуры на кинетические характеристики быстрых и медленных К+-каналов и их подтипов меньшей проводимости;
-
использование температуры как одного из немногочисленных-факторов, регулирующих амплитуду протекащего через канал тока, наряду с потенциалом и концентрацией ионов К+ (с наружной стороны фрагмента). Это представляло собой особый интерес при изучении связи амплитудных и кинетических характеристик одиночных ионных каналов.
Научная новизна результатов
В результате исследований получены: а) данные, по оценке величин энергетических барьеров в поре для
каналов различной проводимости в диапазонах изменений мембранного потенциала от -40 до +60 мВ и температуры от 0 до 40С;
б) выявлена особая зона температуры 10 + 20С, в которой
наблюдается немонотонное, аномальное поведение как проводимости
канала, так и его кинетических характеристик;
в) обнаружена связь потенцивлозависимости и
температурочувотвительности кинетических характеристик одиночных
ионных каналов;
г) показано, что любые изменения температуры, мембранного
потенциала и концентрации ионов К+ с внутренней стороны мембраны
([К+] ) ведущие к увеличению амплитуды протекающего через канал
тока, приводят к однонаправленным изменениям соответствующих
кинетических параметров канала.
Полученные данные позволяют сделать некоторые заключения, касающиеся механизма функционирования одиночних К+-каналов.
Практическое значение работы
Сделаны оценки величин энергии активации проводимости для быстрых и медленны* К+-каналов.
Полученные данные привлекают особое внимание исследователей к критическому для всех параметров канала диапазону температуры 10+200 вблизи которого проводится большинство экспериментов по регистрации одиночных ионных каналов.
Связь амплитуды тока и кинетических параметров активности ионного канала, а также ряд представленных данных касающихся характера потенциалозависимости и температурозависимости кинетики по-видимому отражают фундаментальные принципы функционирования канала и позволяют сделать предполоїение о механизме действия протекающего через канал тока на его воротный механизм.
Апробация работы и публикации
Результаты работы доложены на:
1) Всесоюзном симпозиуме "Структурная динамика биологических
мембран и ее роль в регуляции фотобиологических, и рецепторних
процессов (Минск, 1988).
2) Всесоюзном симпозиуме "Одиночные ионные каналы в
биологических мембранах" (Кара-Даг, 1989).
3) Всесоюзном симпозиуме ГИонные каналы" (Кара-Даг, 1990).
2
4) Биологической школе молодых ученых ІІГУ (Пущино, 1990). По материалам диссертации опубликовано 6 работ. Объем я структура диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, выводов и содержит. 123 страницы машинописного текста, включая зо рисунков и список цитируемой литературы (119 наимениваний).