معلومة

ما مدى سرعة تبادل الدهون داخل وخارج طبقة ثنائية الدهون؟

ما مدى سرعة تبادل الدهون داخل وخارج طبقة ثنائية الدهون؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تحتوي الأغشية البيولوجية عادةً على تركيبة مختلفة من الدهون من الداخل والخارج (المرجع 1 ، المرجع 2). يتم الحفاظ على هذا من خلال كيفية إضافة الدهون الجديدة إلى الأغشية ، ومن خلال الإنزيمات المتخصصة (flippases). إن وجود دهون معينة في "الجانب الخطأ" يعد إشارة مهمة (مثل موت الخلايا المبرمج).

سؤالي هو: ما مدى سرعة تبادل الدهون من الداخل والخارج بطريقة عفوية؟ في رقعة من الغشاء خالية من الإنزيمات ، ما المدة التي انقلبت خلالها نصف الدهون "الداخلية" إلى الخارج والعكس صحيح من خلال الانتشار البسيط؟

لقد أجريت بحثًا ولكن لم أجد أي ورقة محددة تقيس سعر الصرف التلقائي. سأكون مهتمًا جدًا بإجابة نهائية - يمكن أن تكون مجرد ترتيب من حيث الحجم ، ولكن بناءً على قياسات حقيقية.

تحديث هذا مهم لمعرفة التركيب الداخلي / الخارجي للأغشية في سيناريوهات حقيقية عندما لا يتم الاحتفاظ بها في حالة غير متماثلة: على سبيل المثال الفيروسات المغلفة ، ولكن أيضًا الجسيمات الدقيقة ، والخلايا الميتة ، إلخ.


يبدو أن البحث السريع يظهر على الأقل عددًا قليلاً من الأوراق التي تستخدم التحليل الطيفي الاهتزازي لمجموع التردد لقياس معدلات الانتشار التقليب / العرضي في طبقات الدهون الثنائية.

تشير هذه الورقة على وجه الخصوص ("1،2-Diacyl-Phosphatidylcholine Flip-Flop المقاسة مباشرة بواسطة التحليل الطيفي الاهتزازي للتردد الكلي") إلى حاجز تنشيط يبلغ 79 كيلوجول / مول والذي يتوافق مع معدل في حدود 10 ^ -4 / ثانية .

هناك أيضًا هذه المراجعة التي يبدو أنها تحتوي على مزيد من المعلومات حول هذا الموضوع: http://dx.doi.org/10.1021/acs.accounts.6b00435.


كيف تحرك البروتينات الدهون والدهون تحرك البروتينات

تحتوي الأغشية الخلوية على تركيبات مميزة تعكس وظائفها الفريدة. بروتينات الغشاء ، المركبة في العصارة الخلوية أو في غشاء الشبكة الإندوبلازمية (ER) ، تستهدف الأغشية المختلفة بزخارف هيكلية.

لا يمكن لتخليق الدهون الموضعي والتحلل المائي تفسير الاختلافات في تكوين الدهون بين الأغشية المختلفة وبين وريقتين من الطبقة الثنائية. نقل الدهون داخل الخلايا انتقائي.

يتم نقل الدهون على شكل مونومرات عبر الأغشية. تم تحديد عائلات مختلفة من الناقلات التي قد توفر التوجيه الضروري وخصوصية الدهون.

آلية النقل الرئيسية للدهون والبروتينات بين العضيات هي حويصلي. يتم إنشاء الانتقائية في هذه المسارات عن طريق الفصل الجانبي للمقدمة من مكونات رجعية (أو مقيمة). يعتمد فرز الدهون على فصل تلقائي في الطور إلى نطاقات أقل من الشحميات السفينغوليبيدية - الكوليسترول ، والتي تتحرك نحو غشاء البلازما ، والمزيد من مجالات الجلسيروفوسفوليبيد السائل ، والتي يتم تضمينها بشكل تفضيلي في حويصلات النقل نحو ER.

يتم التعرف على الخصائص الخاصة للمجالات الدهنية من خلال فئات مختلفة من بروتين الغشاء. بعض هذه البضائع يتم فرزها ، والبعض الآخر يوفر الاتجاه لحويصلات النقل الناتجة.

الأيض المقيد طوبولوجيًا وزمنيًا للدهون يعدل شكلها الجزيئي. يبدو أن هذا جزء لا يتجزأ من الانشطار الحويصلي وربما الاندماج.

يحدد الإنتاج المحلي لدهون الإشارة تدفق الغشاء عن طريق تجنيد الغلاف وتفعيل الاندماج. يخضع نشاط الإنزيمات المسؤولة - الكينازات والفوسفاتاز والفوسفوليباز - للتنظيم ويشكل جزءًا لا يتجزأ من نظام الإشارات الخلوية.


مقدمة

تتكون أغشية الخلايا بشكل أساسي من مجموعة متنوعة من الدهون في شكل منشورين غير متماثلين وبروتينات وظيفية. تحدد الأغشية الحدود الخلوية وتوفر منصة أساسية لتنظيم صارم للعديد من العمليات البيولوجية ، بما في ذلك نقل المواد ونقل الإشارات والاتجار والمسارات المسببة للأمراض والتنظيم بين الخلايا والاستجابة للمصفوفة خارج الخلية. تشارك هذه العمليات بشكل أساسي في التغيير التوافقي وإعادة ترتيب مكونات الغشاء ، مما يسرع من عدم التجانس الزماني والمكاني في أغشية الخلايا. تعني هذه الطبيعة الديناميكية والمعقدة أن أغشية الخلايا الأصلية هي مصادر لعدم اليقين التجريبي ، وتوجد مطالب كبيرة للقدرة على التقييم الدقيق للخصوصية الفيزيائية والكيميائية لأغشية الخلايا لتقليل التعقيد التجريبي وعدم اليقين والقدرة على الاستفادة من الملامح الرئيسية للدهون ، بما في ذلك السيولة الجانبية ، والتنوع الهيكلي والتوافق مع مكونات غشاء الخلية الأخرى. حويصلات الفسفوليبيد ، التي لوحظت لأول مرة في عام 1965 من قبل بانغهام وآخرون.، 1 عبارة عن تجميعات فوق جزيئية متعددة الاستخدامات يمكن تحضيرها بسهولة بأشكال وأحجام وتركيبات متنوعة. تتشابه الخصائص الفيزيائية للحويصلات الدهنية مع تلك الموجودة في أغشية الخلايا الأصلية التي يتم فيها عزل الجزء الداخلي الخلوي عن البيئة الخارجية عن طريق الحدود الديناميكية الغنية بالدهون والبروتينات. سهلت قدرات الحويصلات الدهنية على ضبط التركيب الكيميائي ودمج المواد المختلفة وتغليفها استخدام الحويصلات في العديد من المجالات ، بما في ذلك مواد محاكاة غشاء الخلية وتوصيل الأدوية. بعد ذلك ، تم تطوير طبقات ثنائية الدهون المدعومة (SLBs) أو أغشية دهنية مجمعة ذاتيًا على ركائز صلبة بواسطة Tamm و McConnell. 2 ، 3 إن SLB عبارة عن منصة غشائية نموذجية توفر أغشية خلايا اصطناعية قوية بطريقة يمكن التحكم فيها صناعياً ، وتلخص وظائف الغشاء الرئيسية وتسمح بدراسة التغييرات الهيكلية والتفاعلات في الأغشية على السطح من خلال أدوات بصرية وتوصيف مختلفة. خلال العقدين الماضيين ، تم تزيين SLBs بمجموعة متنوعة من الجزيئات المرتبطة بالغشاء ، ومغلفة على دعامات صلبة متنوعة ومقرونة بتقنيات micro-Fluidic و microarray. مكّنت هذه التطورات من تطوير أنظمة محاكاة الغشاء القائمة على SLB لاستشعار تفاعلات الغشاء ودراسة الإشارات بين الخلايا وفصل أنواع الأغشية. 6 ، 7 ، 8 ، 9

لمحاكاة العمليات المختلفة القائمة على غشاء الخلية ومراقبتها ، يجب إنشاء التباين الجانبي في البعد دون الخلوي بشكل متكاثر ويجب قراءة التفاعل الجزيئي بإمكانية استنساخ عالية وحساسية عالية. لقد ولدت المواد النانوية اهتمامًا كبيرًا لأن حجمها وشكلها وأبعادها وخصائصها التي تعتمد على التركيب قابلة للمقارنة مع تلك الموجودة في الجزيئات والهياكل البيولوجية ، مما يسمح بالتحقيق في الظواهر البيولوجية على المستوى دون الخلوي. عززت التطورات الحديثة في تقنيات التوليف والتصنيع للبنى النانوية المستهدفة (أي الجسيمات النانوية المعدنية ، والجسيمات النانوية لأشباه الموصلات ، والجسيمات النانوية لأكسيد المعادن ، والأنابيب النانوية / الأسلاك ، والمسام النانوية والأسطح النانوية ذات القدرة العالية على التحكم) تطوير منصات ومنهجيات جديدة مصممة لاستخراج القيمة المعلومات من العمليات البيولوجية المعقدة. استفادت هذه الاختراقات من العواقب الفيزيائية والكيميائية الفريدة (على سبيل المثال ، رنين البلازمون السطحي ، والباراماجيني الفائق ، وخصائص التلألؤ الممتازة ، ونسبة السطح إلى الحجم العالية ، ونسبة الإشارة إلى الضوضاء العالية ، وما إلى ذلك) التي تنشأ من تغيير الحجم وتكوين وشكل وترتيب المواد النانوية. يمكن تحويل الهياكل الدهنية العادية 10 ، 11 ، 12 إلى بنى نانوية هجينة متعددة الاستخدامات إذا تم استخدام الهياكل النانوية كدعم قوي. غالبًا ما تظهر الهجينة ذات البنية النانوية الدهنية هياكل وخصائص جديدة لا يمكن الحصول عليها بمكونات مفردة. يسمح تركيب الهجينة الدهنية والبنية النانوية أيضًا ببناء بيئات غشاء الخلية الاصطناعية على سطح المواد النانوية التي يمكن أن تتبنى الجزيئات الحيوية مع القليل من الاضطراب في النشاط البيولوجي والبنية الجزيئية والتوجه. ينشئ هذا الخيار سطحًا يحتوي على إشارات فيزيائية وكيميائية بالمقياس النانوي يمكن أن تستجيب لها الخلايا ، مما يمهد الطريق لتطوير منصات تفاعل حية وغير حية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام النظام الهجين في مجموعة واسعة من التطبيقات ، من المستشعرات الحيوية القائمة على المواد النانوية إلى اكتشاف التفاعلات الجزيئية التي تحدث على سطح الغشاء. يمكن أن تكون طبقات الدهون الثنائية مفيدة أيضًا في تطوير مبادئ عمل جديدة بناءً على خصائص فريدة ، مثل المقاومة الكهربائية العالية والسيولة الجانبية. وبالتالي ، فإن الهجينة من طبقات ثنائية الدهون والمواد النانوية توفر فرصًا جديدة ومثيرة لدراسات غشاء الخلية غير المسبوقة من حيث الحساسية والدقة المكانية والقدرة على التحكم. ومع ذلك ، فإن الطرق التركيبية وعواقب تكوين مثل هذه الهياكل الهجينة لم يتم دراستها أو فهمها بشكل كامل حتى الآن ، والحلول لهذه القضايا حاسمة للاستخدام الموثوق والعملي للبنى النانوية والدهون في كل من المواد والتطبيقات البيولوجية. في هذا العمل ، نستعرض التطورات الحديثة في تصميم وتوليف الهجينة الدهنية القائمة على SLB واستخدام هذه الهياكل في تطبيقات التكنولوجيا الحيوية وتكنولوجيا النانو. في هذه المراجعة ، بالإضافة إلى المخططات التركيبية النموذجية للهجن الجسيمية النانوية الهجينة والتطبيقات في التطبيقات التحليلية ، 13 ، 14 نركز بشكل أساسي على تطبيقات هجينة البنية النانوية الدهنية لاكتشاف الجزيئات الحيوية التي تتفاعل مع مستقبلات الغشاء المماثل وتكوين خلية حية- تقليد المنصات البينية والتحقيق في العمليات بين الخلايا التي تحدث عند تقاطعات الغشاء.


شموع

الشكل 7. الأغطية الشمعية على بعض الأوراق مصنوعة من الدهون. (الائتمان: روجر جريفيث)

الشمع يغطي ريش بعض الطيور المائية وسطوح أوراق بعض النباتات. بسبب الطبيعة الكارهة للماء للشموع ، فإنها تمنع الماء من الالتصاق بالسطح (الشكل 7). تتكون الشموع من سلاسل طويلة من الأحماض الدهنية المؤسترة إلى كحول طويل السلسلة.


كيف تتحرك مكونات الدهون ثنائية الطبقة؟

أحد مبادئ نموذج غشاء الفسيفساء الموائع هو أن مكونات الطبقات الثنائية حرة الحركة. قبل وصف الاختلافات بين حركة الدهون والبروتين في الطبقة الثنائية ، من المهم النظر في أنواع الحركة الممكنة. باستخدام الفوسفوليبيد كمثال ، النوع الأول من الحركة هو الدوران. هنا يدور الفسفوليبيد على محوره ليتفاعل مع جيرانه المباشرين. النوع الثاني من الحركة هو جانبي ، حيث يتحرك الفسفوليبيد في نشرة واحدة. أخيرًا ، من الممكن أن تتحرك الدهون الفوسفورية بين كل من وريقات الطبقة الثنائية في حركة عرضية ، بطريقة & ldquoflip-flop & rdquo.

يمكن أن تتحرك الفسفوليبيدات في طبقة ثنائية الدهون إما بشكل دوراني ، أو أفقيًا في طبقة ثنائية واحدة ، أو تخضع لحركة عرضية بين الطبقات الثنائية.

الحركة الجانبية هي التي تزود الغشاء ببنية سائلة. من خلال تصنيف الجسيمات المفردة ومتابعة حركتها عبر الفيديو عالي السرعة ، تمكن الباحثون من اكتشاف أن الفسفوليبيد لم يتحرك عبر الحركة البراونية ، وإنما عن طريق & ldquohop diffusion & rdquo. تبقى الفوسفوليبيدات في منطقة واحدة لفترة قصيرة قبل الانتقال إلى مكان آخر. يبدو أن هذا التقسيم للحركة الجانبية مرتبط بملامسات بين الهيكل الخلوي للأكتين والغشاء الذي يشكل المناطق التي تقفز فيها الدهون الفوسفورية.

كما هو موضح أعلاه ، يعد عدم تناسق الغشاء أمرًا بالغ الأهمية لوظائف الغشاء. الحركة المستعرضة هي التي تسمح بالحفاظ على عدم التماثل. الحركة غير المحفزة للفوسفوليبيدات بين الطبقات الثنائية ممكنة ، لكن هذا بطيء ولا يمكن الاعتماد عليه للحفاظ على توازن عدم التناسق. بدلاً من ذلك ، تحفز بروتينات ناقلة الدهون حركة الفسفوليبيد بين الطبقات الثنائية. تقوم Flippases بنقل الدهون الفسفورية من النشرة الخارجية إلى النشرة الداخلية. من أجل الحفاظ على تدرج الشحنة عبر الغشاء ، تنقل flippases في الغالب الفوسفاتيديل سيرين وبدرجة أقل الفوسفاتيديل إيثانولامين. تحرك Floppases الفسفوليبيدات في الاتجاه المعاكس ، ولا سيما الفوسفوليبيدات المشتقة من الكولين phospatidylcholine و sphingomyelin. تتوسط Floppases أيضًا نقل الكوليسترول من الطبقة الأحادية داخل الخلايا إلى الطبقة الأحادية خارج الخلية. عادة ما تعتمد هذه الحركات المحفزة على التحلل المائي لـ ATP. فئة ثالثة من البروتينات هي scramblases ، والتي تتبادل الفوسفوليبيدات بين الوريقتين في عملية تنشيط الكالسيوم ، مستقلة عن ATP.

في حالة بروتينات الغشاء ، فإنها قادرة على الخضوع للحركة الدورانية والجانبية. ومع ذلك ، لا توجد حركة عرضية للبروتينات بين المنشورات. يتم تضمين بروتينات الغشاء الداخلي بإحكام في النواة الكارهة للماء ، بينما ترتبط بروتينات الغشاء الخارجي بالنشرة المطلوبة. ستكون متطلبات الطاقة لتحريك أي نوع من بروتين الغشاء عبر الطبقة الثنائية مفرطة.


ما مدى سرعة تبادل الدهون في داخل وخارج طبقة ثنائية الدهون؟ - مادة الاحياء

C2006 / F2402 '11 - مخطط المحاضرة رقم 3 - آخر تحديث 01/25/2011 03:39 م

2011 ديبورا موشوفيتز ، قسم العلوم البيولوجية ، جامعة كولومبيا ، نيويورك نيويورك

الصور (شرائح Power Point) التي تظهر في بداية المحاضرة موجودة في الدورات الدراسية.

يشتمل موقع الويب الخاص بالدورة التدريبية على صفحة مواقع ويب بها ارتباطات لمواقع الويب التي قد تجدها مثيرة للاهتمام و / أو مفيدة. تحتوي مواقع الويب على رسوم متحركة وشروحات وصور وما إلى ذلك ذات صلة بهذه الدورة. (القائمة ليست كاملة وسأضيف إليها مع تقدمنا). سأضيف روابط محددة في المحاضرات ، ولكن قد ترغب في استكشاف بعض المواقع بنفسك. يرجى إعلامي إذا كان أي من مواقع الويب مفيدًا ، و / أو إذا وجدت أي مواقع أخرى جيدة.


1. مقدمة في هيكل الغشاء

أ. السؤال الكبير: ماذا يمثل الهيكل المرئي في EM؟ لمعرفة الاحتمالات ، انظر شكل بيكر. 7-3. للحصول على صورة EM ، انظر شرائح PP أو Becker ، التين. 7-4.

1. طبيعة amphipathic من الدهون - انظر شكل Sadava. 6.2 (5.2) - هناك العديد من الدهون المختلفة ذات الرأسين والمثلتين - كل نوع له بنية مختلفة ، ولكن لكل نوع نهاية كارهة للماء ونهاية محبة للماء.

2. تشكل الدهون أمفيباثيك طبقة ثنائية.

جيم جزء البروتين - أين البروتينات (نسبة إلى الدهن)؟ هل هو & quotunitembrane & quot أم & quotfluid- فسيفساء؟ & quot

من أجل & quotunit الغشاء & quot انظر شكل بيكر. 7-4 لصورة EM لنموذج الفسيفساء السائل ، انظر شكل بيكر. 7-5 أو شكل سادافا. 6.1 (5.1).

1. استخدام إجراء كسر التجميد

أ. E مقابل P وجوه ثنائية الطبقة = الأسطح التي تراها إذا فتحت طبقة ثنائية = داخل من طبقة ثنائية

(1). وجه البريد = داخل أحادي الطبقة الأقرب إلى هالفضاء xtracellular (خارج الخلية)

(2). ف الوجه = داخل أحادي الطبقة الأقرب إلى صروتوبلازم (داخل الخلية)

ب. ماذا ترى في الداخل؟ انظر بيكر الشكل. 7-16 وأمبير 7-17 أو شكل سادافا. 6.4 (5.3) أو اللوحة العلوية في النشرة 3 أ.

(1) الداخل ليس أملس - يظهر البروتينات تمر عبر طبقة ثنائية (يتضمن نموذج & quotmosaic & quot وليس غشاء وحدة)

(2). المزيد من النتوءات (البروتينات) على الوجه P مقارنة بالوجه E. - يظهر المزيد من البروتينات المثبتة على الجانب السيتوبلازمي (البروتوبلازمي).

2. كسر التجميد مقابل حفر التجميد

أ. كسر تجميد = فتح العينة المجمدة ، وفحصها في EM

ب. تجميد الحفر = الكراك مفتوحًا ، اترك بعض الماء ينساب ليكشف طبقات أعمق ، ثم انظر في EM. للحصول على بعض الصور النموذجية ، انظر التين بيكر. 15-16 ، 15-19 (15-21) ، 15-25 (15-26) ، أمبير 16-1.

D. Flui نموذج الفسيفساء د - لمحة عامة عن الفكرة الحالية لكيفية ترتيب البروتينات والدهون. انظر بيكر الشكل. 7-5 (أو 7-3) أو شكل Sadava. 6.1 (5.1). أيضا نشرة 3A ، وسط.


ثانيًا. نموذج الفسيفساء المائع لهيكل الغشاء

أ. جزء السائل = طبقة ثنائية الدهون

  • الانتشار الجانبي = الحركة داخل مستوى الغشاء - سريع (ثانية). الرسوم المتحركة للانتشار الجانبي.

  • flip-flop = حركة من جانب واحد من الطبقة الثنائية إلى الجانب الآخر - بطيء (ساعات) بدون إنزيمات. هناك حاجة إلى الإنزيمات (flipases = المترجمات الفوسفورية) لتسريع عملية التقليب. (مزيد من التفاصيل عندما نصل إلى النقل).

جزء الفسيفساء = بروتين. أنواع البروتينات الغشائية - ما الذي تحصل عليه إذا قمت بفك الغشاء؟ انظر النشرة 3 أ ، اللوحة السفلية.

1. بروتينات الغشاء المحيطي مقابل بروتينات الغشاء المتكامل

* عدد قليل من البروتينات المتكاملة لا تمر عبر الغشاء ، وسيتم تجاهلها إلى حد كبير في هذه الدورة. للحصول على أمثلة ، انظر شكل بيكر. 7-19 (أول بروتين على اليسار) أو سادافا تين. 6.1 (5.1) - آخر بروتين على اليمين.

** لاحظ أن البروتينات المرتبطة بالدهون يمكن اعتبارها نوعًا من البروتينات المتكاملة أو فئة منفصلة. انظر بيكر الشكل. 7-19.

2 . بروتينات الغشاء غشاء البلازما (انظر شكل Sadava 6.3 (5.4) و / أو شكل بيكر 7-19 & amp 7-21)

أ. تمريرة واحدة مقابل multass

ب. المجالات - داخل الخلايا ، خارج الخلية ، عبر الغشاء

ج. موقع الكربوهيدرات - كل ذلك في مجال خارج الخلية

د. مرسى - ترتكز بعض البروتينات على الهيكل الخلوي وبعضها يطفو في طبقة ثنائية الدهون.

ه. أنواع ووظائف أمبير - كل جسر الغشاء ولكن وظيفته تختلف. يمكن ان يكون:

(1). بروتينات النقل- السماح بنقل الجزيئات الصغيرة

(2). مستقبلات - تحبس (تربط) الجزيئات بالخارج. ثم يمكن للمستقبل أن يسهل:

(أ). النقل - تحاصر الجزيئات الكبيرة المنقولة عبر الغشاء إلى الخلية (عن طريق RME - الالتقام الخلوي بوساطة مستقبلات).

(ب). إرسال الإشارات - ينقل الإشارات إلى داخل الخلية من الجزيء المحاصر خارج الخلية.

(ج). كلاهما - يمكن أن يسهل كلا من إرسال الإشارة واستيعاب جزيء الإشارة.

(3). موصلات - توصيل الهيكل الخلوي (داخل الخلية) فعليًا بالمواد الموجودة خارج الخلية (ECM = المصفوفة خارج الخلية) أو بالخلية التالية.

(4). أكثر من واحد مما سبق - تعمل بعض بروتينات الغشاء بأكثر من قدرة.

ثالثا. غشاء خلايا الدم الحمراء (RBC) - أفضل مثال مدروس على الغشاء.

1. من السهل الحصول عليها

2. لا توجد أغشية داخلية - فقدت كل العضيات أثناء نضوج كرات الدم الحمراء البشرية - انظر شكل بيكر. 7-20 (أ). فقط الغشاء = غشاء البلازما.

3. يمكن أن تجعل "أشباح '= أغشية بلازما محكمة الغلق. يمكن إعادة غلقها (أو تكسيرها وتحويلها إلى حويصلات) في أي اتجاه - & quotright & quot أو & quotwrong & quot خارج الجانب.

بروتينات غشاء كرات الدم الحمراء - الهيكل ووظيفة أمبير. انظر بيكر الشكل. 7-20 (ب) & أمبير 15-20 (15-22). (النشرة 3 ب - أعلى)

1. البروتينات المحيطية - سبكترين ، أنكيرين ، (النطاق 4.1) ، أكتين. يضم الهيكل الخلوي المحيطي الذي يدعم الغشاء. يُعتقد أن جميع الخلايا لها بنية مماثلة تحت غشاء البلازما.

2. البروتينات الجوهرية - نوعان أساسيان - تمرير واحد و أمبير متعدد.

أ. مثال على تمريرة واحدة من كرات الدم الحمراء - الجليكوفرين - وظيفة البروتين غير معروفة.

(1). يحتوي على كمية كبيرة من الكربوهيدرات المعدلة المشحونة -- الحامض اللعابي. الوظائف الممكنة:

(أ). Neg. قد تتسبب الشحنة في تنافر كرات الدم الحمراء لبعضها البعض ومنع تكتل كرات الدم الحمراء.

(ب). قد يحدث فقدان السكريات النهائية مع تقدم العمر ويؤدي إلى تدمير & quotold & quot RBC.

(2). تشكل الجليكوفورين عائلة جينية الاختلافات في glycophorin A مسؤولة عن الاختلافات في فصيلة دم MN. ترتبط الاختلافات في الجليكوفرين C بمقاومة الملاريا.


ب. مثال على RBC Multipass - band 3 / anion exchanger
- يحفز التبادل العكسي للأنيونات HCO3 - (bicarb) و Cl - بين كرات الدم الحمراء والبلازما. يسمح الصرف بحد أقصى. نقل ثاني أكسيد الكربون2 في الدم (مثل بيكربونات في محلول). انظر شكل Sadava. 49.14 (48.14) أو بيكر 8-3.

(1). لماذا يتم نقل ثاني أكسيد الكربون2 قضية؟ تقوم الأنسجة بعملية التمثيل الغذائي المؤكسد وتنتج الكثير من ثاني أكسيد الكربون2 . شركة CO2 ينتشر من الخلايا إلى الدم. ومع ذلك ، فإن قابلية ذوبان ثاني أكسيد الكربون2 في البلازما (الجزء السائل الخالي من الخلايا من الدم) محدود.

(2). الفكرة الأساسية: يعتبر البيكارب أكثر قابلية للذوبان في البلازما من ثاني أكسيد الكربون2، الكثير من البيكارب (لكن ليس كثيرًا من ثاني أكسيد الكربون2) في الدم. لذلك تحتاج إلى سرية CO2 لبيكارب عندما تريد حمل ثاني أكسيد الكربون2 في الدم تحتاج إلى القيام بالعكس للقضاء على ثاني أكسيد الكربون2 (في الرئتين).

(3). دور الأنهيدراز الكربوني: تحويل ثاني أكسيد الكربون2 إلى bicarb (والعكس بالعكس) يمكن أن يحدث فقط داخل RBC ، حيث يوجد إنزيم الأنهيدراز الكربوني. (انظر النشرة 3 ب ، اللوحة الوسطى.) يحفز الأنهيدراز الكربوني:

كو2 + ح2O & # 8596 HCO3 - + H +

(4). دور المبادل:يمكن أن تمر الغازات عبر الأغشية عن طريق الانتشار - CO2 يمكن الخروج أو الدخول RBC حسب الحاجة. ومع ذلك ، لا يمكن للبيكارب أن يمر عبر الأغشية. أنت بحاجة إلى مبادل الأنيون لإدخال مادة البيكارب وإخراجها من كرات الدم الحمراء.

(5). الوظيفة الفسيولوجية للمبادل

(أ). حيث CO2 مرتفع ، كما هو الحال في الأنسجة ، CO2 ينتشر في كرات الدم الحمراء ويتحول إلى بيكارب داخل كرات الدم الحمراء. (رد الفعل أعلاه يذهب إلى اليمين.) ثم يترك البيكارب كرات الدم الحمراء في مقابل الكلوريد باستخدام مبادل الأنيون.

(ب). في الرئتين ، يتم عكس العملية - يقوم البيكارب بإعادة إدخال كرات الدم الحمراء في مقابل الكلوريد باستخدام مبادل الأنيون. يتم تحويل البيكارب مرة أخرى إلى ثاني أكسيد الكربون2 داخل كرات الدم الحمراء (رد الفعل أعلاه يذهب إلى اليسار). ثم CO2 ينتشر خارج الخلايا ويتم الزفير.

(6). ملاحظة حول الهيكل- في الصورة على النشرة ، يبدو مبادل الأنيون كقناة تسمح بالانتشار البسيط للبيكارب والكلور داخل وخارج. المبادل هو في الواقع أكثر تعقيدًا - حيث يحتوي على أجزاء متحركة وتعتمد حركة كل أيون على حركة الآخر. مزيد من التفاصيل حول هذا & amp ؛ أنواع أخرى من بروتينات النقل في المرة القادمة.

ج- بروتينات الأغشية الأخرى - أغشية الخلايا الأخرى متشابهة. في الأغشية الأخرى:

  • ابحث عن بروتينات من نفس عائلات البروتين كما في RBC ، بالإضافة إلى بروتينات مختلفة تمامًا.

  • ابحث عن البروتينات الجوهرية والطرفية

  • البروتينات الداخلية / المتكاملة عبارة عن بروتينات أحادية ومتعددة المسارات مثبتة وعائمة.

  • تم العثور على بروتينات غشائية مختلفة في أنواع مختلفة من الخلايا.

جرب المسائل 1-2 و 1-3. لمراجعة بنية الغشاء ، جرب 1-15 إلى 1-17 & amp 1-20.

رابعا. مصفوفة خارج الخلية (ECM)

ملاحظة: بيكر شاب. 17 يتجاوز بكثير ما سيتم تغطيته في هذا القسم. يتم تضمين الإشارات إلى الصور والرسوم البيانية لمعلوماتك. للحصول على ملخص ، انظر النشرة 3 ب ، أسفل. كل هذه البروتينات خارج الخلية. كلها مصنوعة في الداخل ، ويتم إفرازها - تفاصيل الإفراز لاحقًا.

للحصول على رسم تخطيطي لـ ECM ، راجع http://kentsimmons.uwinnipeg.ca/cm1504/cellwall.htm - قم بالتمرير لأسفل الصفحة إلى قسم المصفوفة خارج الخلية. "الديدان" ذات اللون الأرجواني الداكن في الصورة عبارة عن بروتينات لاصقة ، مثل الفبرونيكتين.

A. البروتينات الهيكلية الرئيسية

الكولاجين - صورة جميلة في شكل بيكر. 17-13 (17-2)

الإيلاستين (رسم بياني في شكل بيكر 17-15 (17-4)).

B. بروتينات جليكو اللاصقة - الفبرونيكتين ، اللامينين ، إلخ. لها مجالات ربط متعددة. ربط المواد الأخرى في ECM مع بعضها البعض و / أو الاتصال بالمجالات خارج الخلية لبروتينات الغشاء. للصور انظر بيكر التين. 17-17 أمبير 17-18 (17-6 وأمبير 17-7).


الخصائص الفيزيائية وتفاعلية النطاقات الصغيرة في طبقة ثنائية الدهون المدعومة التي تحتوي على فوسفاتيديلينوسيتول

  • توشينوري موتيجي
  • ، كينجو تاكيجوتشي
  • ، يوهكو تاناكا تاكيجوتشي
  • ، توشيكي إيتوه
  • & amp ؛ Ryugo Tero

أغشية هجينة ثنائية الطبقات على الألومنيوم المصقول المعدني

التقارير العلمية (2021)

تفاعل بناء Tau K18 مع أغشية الدهون النموذجية

  • مهدي عزوز
  • ، سيسيل فويلي
  • ميشيل لافلور
  • مايكل موليناري
  • & أمبير ؛ صوفي ليكومت

التقدم النانوي (2021)

جهاز استشعار حيوي مموه لخلايا الدم الحمراء للكشف عن الهيموليزين ألفا

  • إنسو كيم
  • ، يونغوان كيم
  • ، سانغ وون لي
  • ، Dongtak لي
  • هيو جي جونغ
  • ، جاي وون جانغ
  • ، تايها لي
  • يونغ كيونغ يون
  • ، جيودو لي
  • وأمبير داي سونغ يون

أجهزة الاستشعار الحيوية والإلكترونيات الحيوية (2021)

الكل أكبر من مجموع أجزائه: نقل الأدوية في سياق غشاءين مع تدفق نشط

  • فالنتين في ريبينكوف
  • هيلين زجورسكايا
  • ، تشاندوسي جانجولي
  • ، إنجا ف.ليوس
  • ، تشن تشانغ
  • & amp محمد منير الزمان

مراجعات كيميائية (2021)


ما هو غشاء الخلية؟

ال غشاء الخلية عبارة عن طبقة تحيط بالخلية لفصلها عن البيئة الخارجية . إنها طبقة رقيقة من حوالي 75 أمسترونج ، أو 7.5 نانومتر ، مرنة كما سنرى لاحقًا ، جودة مهمة جدًا لتكون قادرة على أداء جزء من وظائفها.

إنه غير مرئي تحت المجهر الضوئي ولكنه مرئي تحت المجهر الإلكتروني كخط رقيق مزدوج ، هيكل مزدوج لا يمكن رؤيته إلا تحت المجهر الإلكتروني.

في صورة المجهر الإلكتروني ، يمكن رؤية طبقتين من الغشاء الدهني (النهايات المحبة للماء في الظلام والطارئة للماء في الضوء). الترخيص: هذه الصورة مرخصة بموجب ترخيص Creative Commons Attribution، Non-Commercial، No Derivatives License. صورة دون دبليو فوسيت ISBN 0721635849

كما قلنا ، فإن غشاء البلازما لا يقيد الخلية من الخارج فحسب ، بل هو أيضًا جزء من العضيات التي لها غشاء خلوي مثل الميتوكوندريا أو النواة.

على المستوى الكيميائي هي طبقة مزدوجة من الدهون كما سنرى لاحقًا. إذا كان علينا تحديد غشاء الخلية ، & # 8230

ما هو تعريف الغشاء؟

تعريف غشاء البلازما هو أن غشاء البلازما عبارة عن طبقة ثنائية ثنائية الدهون مع بروتينات مدمجة تطفو في الغشاء الذي يحد من الخلية التي تفصل داخل الخلية ، السيتوبلازم ، عن البيئة الخارجية.


علم الأحياء 171

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • وصف الأنواع الأربعة الرئيسية للدهون
  • اشرح دور الدهون في تخزين الطاقة
  • التفريق بين الأحماض الدهنية المشبعة وغير المشبعة
  • وصف الفسفوليبيدات ودورها في الخلايا
  • تحديد الهيكل الأساسي للستيرويد وبعض وظائف الستيرويد
  • اشرح كيف يساعد الكوليسترول في الحفاظ على طبيعة غشاء البلازما & # 8217 s السوائل

تشتمل الدهون على مجموعة متنوعة من المركبات غير القطبية إلى حد كبير بطبيعتها. هذا لأنها هيدروكربونات تشتمل في الغالب على روابط كربون-كربون أو كربون-هيدروجين غير قطبية. الجزيئات غير القطبية كارهة للماء ("خوف الماء") ، أو غير قابلة للذوبان في الماء. تؤدي الدهون وظائف مختلفة في الخلية. تخزن الخلايا الطاقة للاستخدام طويل الأمد في شكل دهون. توفر الدهون أيضًا عزلًا عن البيئة للنباتات والحيوانات ((الشكل)). على سبيل المثال ، تساعد في الحفاظ على الطيور المائية والثدييات جافة عند تكوين طبقة واقية فوق الفراء أو الريش بسبب طبيعتها المقاومة للماء. الدهون هي أيضًا اللبنات الأساسية للعديد من الهرمونات وهي مكون مهم لجميع أغشية الخلايا. تشمل الدهون الدهون والزيوت والشموع والفوسفوليبيد والمنشطات.


دهون وزيوت

يتكون جزيء الدهون من مكونين رئيسيين - الجلسرين والأحماض الدهنية. الجلسرين مركب عضوي (كحول) مع ثلاث كربون وخمسة هيدروجين وثلاث مجموعات هيدروكسيل (OH). تحتوي الأحماض الدهنية على سلسلة طويلة من الهيدروكربونات التي ترتبط بها مجموعة الكربوكسيل ، ومن هنا جاء اسم "الأحماض الدهنية". قد يتراوح عدد الكربون في الأحماض الدهنية من 4 إلى 36. والأكثر شيوعًا هي تلك التي تحتوي على 12-18 ذرة كربون. في جزيء الدهون ، ترتبط الأحماض الدهنية بكل جزيء من جزيء الجلسرين بثلاثة ذرات كربون برابطة استر من خلال ذرة أكسجين ((الشكل)).


أثناء تكوين رابطة الإستر هذه ، يتم إطلاق ثلاثة جزيئات ماء. قد تكون الأحماض الدهنية الثلاثة في ثلاثي الجلسرين متشابهة أو غير متشابهة. كما نسمي الدهون ثلاثي الجلسرين أو الدهون الثلاثية بسبب تركيبها الكيميائي. بعض الأحماض الدهنية لها أسماء شائعة تحدد أصلها. على سبيل المثال ، حمض البالمتيك ، وهو حمض دهني مشبع ، مشتق من شجرة النخيل. مشتق من حمض الأراكيدك قصور أراشيس ، الاسم العلمي للفول السوداني أو الفول السوداني.

قد تكون الأحماض الدهنية مشبعة أو غير مشبعة. في سلسلة الأحماض الدهنية ، إذا كان هناك روابط مفردة فقط بين الكربون المتجاور في سلسلة الهيدروكربون ، فإن الحمض الدهني يكون مشبعًا. الأحماض الدهنية المشبعة مشبعة بالهيدروجين. بمعنى آخر ، يتم تكبير عدد ذرات الهيدروجين المرتبطة بالهيكل الكربوني. حمض الستريك مثال على الأحماض الدهنية المشبعة ((الشكل)).


عندما تحتوي سلسلة الهيدروكربون على رابطة مزدوجة ، يكون الحمض الدهني غير مشبع. حمض الأوليك مثال على الأحماض الدهنية غير المشبعة ((الشكل)).


معظم الدهون غير المشبعة سائلة في درجة حرارة الغرفة. نسمي هذه الزيوت. إذا كان هناك رابطة مزدوجة واحدة في الجزيء ، فهي دهون أحادية غير مشبعة (مثل زيت الزيتون) ، وإذا كان هناك أكثر من رابطة مزدوجة واحدة ، فهي دهون متعددة غير مشبعة (مثل زيت الكانولا).

عندما لا يكون للحمض الدهني روابط مزدوجة ، فهو حمض دهني مشبع لأنه لا يمكن إضافة المزيد من الهيدروجين إلى سلسلة ذرات الكربون. قد تحتوي الدهون على أحماض دهنية متشابهة أو مختلفة مرتبطة بالجلسرين. تتراكم الأحماض الدهنية الطويلة المستقيمة ذات الروابط المفردة بإحكام وتكون صلبة في درجة حرارة الغرفة. تعتبر الدهون الحيوانية التي تحتوي على حامض دهني وحمض النخيل (شائعة في اللحوم) والدهون مع حمض الزبد (شائع في الزبدة) أمثلة على الدهون المشبعة. تخزن الثدييات الدهون في خلايا متخصصة ، أو خلايا شحمية ، حيث تحتل الكريات الدهنية معظم حجم الخلية. تخزن النباتات الدهون أو الزيت في العديد من البذور وتستخدمها كمصدر للطاقة أثناء نمو الشتلات. عادة ما تكون الدهون أو الزيوت غير المشبعة من أصل نباتي وتحتوي على رابطة الدول المستقلة الأحماض الدهنية غير المشبعة. رابطة الدول المستقلة و عبر تشير إلى تكوين الجزيء حول الرابطة المزدوجة. إذا كانت الهيدروجين موجودة في نفس المستوى ، فهي دهون رابطة الدول المستقلة. إذا كانت ذرات الهيدروجين على مستويين مختلفين ، فهي دهون متحولة. ال رابطة الدول المستقلة تتسبب الرابطة المزدوجة في حدوث انحناء أو "تشويش" يمنع الأحماض الدهنية من التعبئة بإحكام ، مما يبقيها سائلة في درجة حرارة الغرفة ((الشكل)). زيت الزيتون وزيت الذرة وزيت الكانولا وزيت كبد الحوت أمثلة على الدهون غير المشبعة. تساعد الدهون غير المشبعة على خفض مستويات الكوليسترول في الدم بينما تساهم الدهون المشبعة في تكوين طبقة البلاك في الشرايين.


الدهون المتحولة

تعمل صناعة الأغذية على هدرجة الزيوت بشكل مصطنع لجعلها شبه صلبة وذات قوام مرغوب فيه للعديد من المنتجات الغذائية المصنعة. ببساطة ، يتم ضخ غاز الهيدروجين عبر الزيوت لتجميدها. أثناء عملية الهدرجة هذه ، تكون الروابط المزدوجة لـ رابطة الدول المستقلة& # 8211 قد يتحول التشكل في سلسلة الهيدروكربون إلى روابط مزدوجة في عبر& # 8211 التشكل.

المارجرين وبعض أنواع زبدة الفول السوداني والسمن هي أمثلة على الدهون المتحولة المهدرجة صناعياً. أظهرت الدراسات الحديثة أن زيادة الدهون المتحولة في النظام الغذائي للإنسان قد تؤدي إلى ارتفاع مستويات البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة (LDL) ، أو الكوليسترول "الضار" ، والذي بدوره قد يؤدي إلى ترسب البلاك في الشرايين ، مما يؤدي إلى الإصابة بأمراض القلب. . حظرت العديد من مطاعم الوجبات السريعة مؤخرًا استخدام الدهون المتحولة ، ويلزم أن تعرض ملصقات الطعام محتوى الدهون المتحولة.

أحماض أوميغا الدهنية

الأحماض الدهنية الأساسية هي تلك التي يحتاجها جسم الإنسان ولكن لا يصنعها. وبالتالي ، يجب استكمالها من خلال تناولها عن طريق النظام الغذائي. تندرج أحماض أوميغا -3 الدهنية (مثل تلك الموجودة في (الشكل)) ضمن هذه الفئة وهي واحدة من اثنين فقط معروفين للبشر (الآخر هو أحماض أوميغا 6 الدهنية). هذه أحماض دهنية متعددة غير مشبعة وهي أوميغا 3 لأن الرابطة المزدوجة تربط الكربون الثالث من سلسلة الهيدروكربون & # 8217s بنهاية الكربون المجاور لها.


يتم ترقيم أبعد كربون بعيدًا عن مجموعة الكربوكسيل على أنه أوميغا (ω) الكربون ، وإذا كانت الرابطة المزدوجة بين الكربون الثالث والرابع من هذه النهاية ، فهي من أحماض أوميغا 3 الدهنية. مهم من الناحية التغذوية لأن الجسم لا يصنعها ، تشمل أحماض أوميغا 3 الدهنية حمض ألفا لينوليك (ALA) وحمض إيكوسابنتاينويك (EPA) وحمض الدوكوساهيكسانويك (DHA) ، وكلها غير مشبعة. يعتبر السلمون والتراوت والتونة مصادر جيدة لأحماض أوميغا 3 الدهنية. تشير الأبحاث إلى أن أحماض أوميغا 3 الدهنية تقلل من خطر الموت المفاجئ من النوبات القلبية ، وتقلل من الدهون الثلاثية في الدم ، وتقلل من ضغط الدم ، وتمنع تجلط الدم عن طريق تثبيط تخثر الدم. كما أنها تقلل الالتهاب ، وقد تساعد في تقليل خطر الإصابة ببعض أنواع السرطان لدى الحيوانات.

تلقى الدهون دعاية سيئة مثل الكربوهيدرات. صحيح أن الإفراط في تناول الأطعمة المقلية والأطعمة "الدهنية" الأخرى يؤدي إلى زيادة الوزن. ومع ذلك ، فإن الدهون لها وظائف مهمة. العديد من الفيتامينات قابلة للذوبان في الدهون ، وتعمل الدهون كشكل تخزين طويل الأمد للأحماض الدهنية: مصدر للطاقة. كما أنها توفر عزلًا للجسم. لذلك ، يجب أن نستهلك الدهون "الصحية" بكميات معتدلة بشكل منتظم.

شموع

يغطي الشمع بعض الطيور المائية & # 8217 ريش وبعض النباتات & # 8217 أسطح أوراق. بسبب الشمع والطبيعة الكارهة للماء ، فإنها تمنع الماء من الالتصاق بالسطح ((الشكل)). سلاسل الأحماض الدهنية الطويلة المؤسترة إلى كحول طويل السلسلة تشتمل على الشمع.


الفوسفوليبيد

الفسفوليبيدات هي مكونات غشاء البلازما الرئيسية التي تتكون من الخلايا والطبقة الخارجية # 8217. مثل الدهون ، فهي تتكون من سلاسل الأحماض الدهنية المرتبطة بالجلسرين أو العمود الفقري السفينجوزين. ومع ذلك ، بدلاً من ثلاثة أحماض دهنية متصلة كما هو الحال في الدهون الثلاثية ، يوجد نوعان من الأحماض الدهنية يشكلان ثنائي أسيل جلسرين ، وتشغل مجموعة الفوسفات المعدلة العمود الفقري للجليسرول & # 8217 ثاني الكربون ((الشكل)). لا تعتبر مجموعة الفوسفات وحدها المرتبطة ب diaglycerol بمثابة فوسفوليبيد. إنه فوسفاتيدات (diacylglycerol 3-phosphate) ، مقدمة من phospholipids. يقوم الكحول بتعديل مجموعة الفوسفات. Phosphatidylcholine و phosphatidylserine هما نوعان من الدهون الفوسفورية الهامة الموجودة في أغشية البلازما.


الفسفوليبيد هو جزيء أمفيباثي ، مما يعني أنه يحتوي على جزء كاره للماء وجزء محب للماء. سلاسل الأحماض الدهنية كارهة للماء ولا يمكن أن تتفاعل مع الماء بينما المجموعة المحتوية على الفوسفات محبة للماء وتتفاعل مع الماء ((الشكل)).


الرأس هو الجزء المحب للماء ، والذيل يحتوي على الأحماض الدهنية الكارهة للماء. في الغشاء ، تشكل طبقة ثنائية من الفسفوليبيد البنية ومصفوفة # 8217s ، وذيول الأحماض الدهنية # 8217 في الداخل ، بعيدًا عن الماء ، بينما تواجه مجموعة الفوسفات الجانب الخارجي المائي ((الشكل)).

الفسفوليبيدات مسؤولة عن الطبيعة الديناميكية لغشاء البلازما و # 8217s. إذا تم وضع قطرة من الدهون الفوسفورية في الماء ، فإنها تشكل تلقائيًا بنية يسميها العلماء micelle ، حيث تواجه رؤوس الفوسفات المحبة للماء الخارج وتواجه الأحماض الدهنية الهيكل الداخلي.

منشطات

على عكس الدهون الفوسفورية والدهون التي ناقشناها سابقًا ، تحتوي الستيرويدات على بنية حلقة مدمجة. على الرغم من أنها لا تشبه الدهون الأخرى ، إلا أن العلماء يجمعونها معهم لأنها أيضًا كارهة للماء وغير قابلة للذوبان في الماء. تحتوي جميع المنشطات على أربع حلقات كربون مرتبطة والعديد منها ، مثل الكوليسترول ، لها ذيل قصير ((الشكل)). تحتوي العديد من المنشطات أيضًا على المجموعة الوظيفية –OH ، والتي تضعها في تصنيف الكحول (ستيرولات).


الكوليسترول هو الستيرويد الأكثر شيوعًا. يصنع الكبد الكوليسترول وهو مقدمة للعديد من هرمونات الستيرويد مثل التستوستيرون والإستراديول ، التي تفرز الغدد الصماء والغدد الصماء. كما أنه مقدمة لفيتامين د. يعتبر الكوليسترول أيضًا مقدمة للأملاح الصفراوية ، التي تساعد في استحلاب الدهون وامتصاصها لاحقًا بواسطة الخلايا. على الرغم من أن الأشخاص العاديين يتحدثون غالبًا بشكل سلبي عن الكوليسترول ، إلا أنه ضروري لعمل الجسم بشكل سليم. الستيرولات (الكوليسترول في الخلايا الحيوانية ، فيتوستيرول في النباتات) هي مكونات الغشاء البلازمي للخلايا وتوجد داخل طبقة ثنائية الفوسفوليبيد.

للحصول على منظور إضافي للدهون ، استكشف الجزيئات الحيوية: الدهون (صفحة ويب تفاعلية).

ملخص القسم

الدهون هي فئة من الجزيئات الكبيرة غير القطبية والطارئة للماء بطبيعتها. تشمل الأنواع الرئيسية الدهون والزيوت والشموع والفوسفوليبيد والمنشطات. الدهون هي شكل من أشكال الطاقة المخزنة وتُعرف أيضًا باسم ثلاثي الجلسرين أو الدهون الثلاثية. تتكون الدهون من الأحماض الدهنية وإما الجلسرين أو السفينجوزين. قد تكون الأحماض الدهنية غير مشبعة أو مشبعة ، اعتمادًا على وجود أو عدم وجود روابط مزدوجة في سلسلة الهيدروكربون. في حالة وجود روابط مفردة فقط ، فهي عبارة عن أحماض دهنية مشبعة. قد تحتوي الأحماض الدهنية غير المشبعة على رابطة مزدوجة واحدة أو أكثر في سلسلة الهيدروكربون. تتكون الفسفوليبيد من الغشاء ومصفوفة # 8217s. لديهم الجلسرين أو العمود الفقري السفينجوزين التي ترتبط بها سلسلتان من الأحماض الدهنية ومجموعة تحتوي على الفوسفات. المنشطات هي فئة أخرى من الدهون. يتكون هيكلها الأساسي من أربع حلقات كربون مصهورة. الكوليسترول هو نوع من الستيرويد وهو مكون مهم لغشاء البلازما ، حيث يساعد في الحفاظ على طبيعة الغشاء السائل. وهو أيضا مقدمة لهرمونات الستيرويد مثل التستوستيرون.

إستجابة مجانية

اشرح على الأقل ثلاث وظائف تخدمها الدهون في النباتات و / أو الحيوانات.

تعمل الدهون كطريقة قيمة للحيوانات لتخزين الطاقة. يمكنها أيضًا توفير العزل. يمكن للشمع حماية أوراق النبات وفراء الثدييات من التبلل. الفسفوليبيدات والستيرويدات مكونات مهمة لأغشية الخلايا الحيوانية ، وكذلك أغشية النبات والفطريات والبكتيرية.

لماذا تم حظر الدهون المتحولة من بعض المطاعم؟ كيف يتم إنشاؤها؟

يتم إنشاء الدهون المتحولة بشكل مصطنع عندما يتم ضخ غاز الهيدروجين عبر الزيوت لتجميدها. الروابط المزدوجة لـ رابطة الدول المستقلة يمكن تحويل التشكل في سلسلة الهيدروكربون إلى روابط مزدوجة في عبر إعدادات. تحظر بعض المطاعم الدهون المتحولة لأنها تسبب مستويات أعلى من الكوليسترول الضار أو الكوليسترول الضار.

لماذا تعتبر الأحماض الدهنية أفضل من الجليكوجين لتخزين كميات كبيرة من الطاقة الكيميائية؟

تحتوي الدهون على كثافة طاقة أعلى من الكربوهيدرات (بمتوسط ​​9 كيلو كالوري / جرام مقابل 4.3 كيلو كالوري / جرام على التوالي). وبالتالي ، على أساس الجرام الواحد ، يمكن تخزين طاقة في الدهون أكثر مما يمكن تخزينه في الكربوهيدرات. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تعبئة الدهون في كريات كروية لتقليل التفاعلات مع غشاء البلازما القائم على الماء ، بينما الجليكوجين عبارة عن كربوهيدرات كبيرة متفرعة لا يمكن ضغطها للتخزين.

يتضمن جزء من دور الكورتيزول في الجسم المرور عبر غشاء البلازما لبدء إرسال الإشارات داخل الخلية. صف كيف تسمح هياكل الكورتيزول وغشاء البلازما بحدوث ذلك.

الكورتيزول هو جزيء صغير كاره للماء بشكل عام ، في حين أن الدهون الفوسفورية التي تخلق أغشية البلازما لها رأس محب للماء وذيول كارهة للماء. نظرًا لأن الكورتيزول كاره للماء ، فإنه يمكن أن يتفاعل مع ذيول الفوسفوليبيد المحصورة في وسط غشاء البلازما. هذا ، إلى جانب حجمه الصغير ، يسمح للكورتيزول بالانتقال عبر غشاء البلازما إلى داخل الخلية.

قائمة المصطلحات


"جزر" مكونات غشاء الخلية

أوضحت الأبحاث التي أجرتها جامعة تويوهاشي للتكنولوجيا بالتعاون مع جامعة توهوكو عملية اندماج البروتينات الشحمية مع طبقة ثنائية من الدهون الاصطناعية والآلية الكامنة وراء هذه العملية. بالإضافة إلى ذلك ، تم اكتشاف أن المجالات المكونة من جميع مكونات غشاء الخلية موجودة على شكل "جزر" معزولة عن الغشاء الاصطناعي. ستؤدي هذه النتائج إلى مزيد من الفهم لوظائف بروتينات الغشاء ، والتي تعد هدفًا مهمًا لتطوير الأدوية ، فضلاً عن تطوير التقنيات التجريبية. تم نشر نتائج هذا البحث في التقارير العلمية في 20 ديسمبر 2017.

يتم إجراء جميع عمليات تبادل المواد والإشارات والطاقة داخل وخارج الخلايا للحفاظ على النشاط البيولوجي من خلال بروتينات الغشاء والدهون على غشاء الخلية. نظرًا لأن هذه العمليات لها تأثير قوي على النقل العصبي والتمثيل الغذائي ، فهي أهداف بحثية مهمة في مجالات علم الأحياء والطب وتطوير الأدوية. تُشتق مكونات غشاء الخلية بما في ذلك بروتينات الغشاء والدهون عمومًا من الخلايا المستنبتة ، وتسمى الهياكل الكروية للأغشية ثنائية الطبقة الدهنية بما في ذلك هذه البروتينات المشتقة البروتينات الشحمية.

نظرًا لأن بروتينات الغشاء تحافظ على هيكلها ووظائفها من خلال البقاء داخل طبقة ثنائية للدهون ، تُستخدم الطبقات الثنائية للدهون الاصطناعية بشكل شائع لقياس وظائف بروتينات الغشاء دون التأثير على نشاطها. بعد اندماج البروتينات الشحمية مع طبقة ثنائية من الدهون الاصطناعية ، يجب الحفاظ على بيئة غشاء الخلية ، حيث تم اشتقاق الظروف التجريبية لهذا الاندماج من خلال الأدلة التجريبية المتراكمة.

اكتشف فريق البحث بقيادة Ryugo Tero ، الأستاذ المساعد في جامعة Toyohashi للتكنولوجيا بالتعاون مع جامعة Tohoku ، أن "الجزر" المكونة من مكونات غشاء الخلية تنمو داخل طبقة ثنائية من الدهون الاصطناعية من خلال مراقبة اندماج البروتينات الشحمية المشتقة من الخلايا المستنبتة. طبقة ثنائية الدهون الاصطناعية. علاوة على ذلك ، وجدوا أيضًا أن طبقة ثنائية الدهون الاصطناعية والبروتينات الشحمية لا تختلط ، وأن بروتينات الغشاء والدهون داخل غشاء الخلية شكلت نطاقات معزولة بعيدًا عن طبقة ثنائية الدهون الاصطناعية. The size and distribution of these "islands" were found to be dependent on the type of cells that the proteoliposomes were derived from. In addition, they also clarified that microdomains (domains with a specific composition of lipids) serve as a specific site for the fusion of proteoliposomes.

Associate professor Ryugo Tero says that "we were very surprised when we saw the spreading of dark islands made of cell membrane components in a sea of the bright artificial lipid bilayer labeled with fluorescence. The phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine and cholesterol used in this study to make the artificial lipid bilayer are major components in the cell membrane. Although proteoliposomes also contain these same lipid components, it was very strange to find that they did not mix with each other. This result provides very valuable information in that the cell membrane components are not being mixed into the surroundings and dispersed, but form clusters in the artificial lipid bilayer. By using this experimental technique, for example, we could also observe the phenomenon of collaborative interaction between multiple proteins and lipids in the cell membrane."

Professor Ayumi Hirano-Iwata at Tohoku University says that "In our study of ion channels, the most important factor affecting the success rate of measurements is whether proteoliposomes fuse with an artificial lipid bilayer or not. We had been searching for the right experimental conditions each time we changed the type of cells or membrane proteins. By understanding the membrane fusion process and its mechanism as clarified by this study, the efficiency of our experiments will be greatly improved."

The research group believes that the fusion process of proteoliposomes and its mechanism elucidated by this research will accelerate the research of ion channels and membrane proteins which are important targets of drug development. In addition, the "islands" made of cell membrane components will provide useful information for understanding complex biological reactions in which multiple proteins and lipids are involved, as well as for developing high-throughput membrane protein screening technology.