biomembrány a membránový transport Chemie lipidů; biomembrány a membránový transport

LIPIDY Funkce: - zdroj a reserva energie - strukturní (biologické membrány) - ochranné (mechanická a tepelná isolace) - signální (druzí poslové)   Definice: - podle fysikálních vlastností (rozp. v nepolárních rozp.) - podle chemické struktury (lipidy a isoprenoidy) * lipidy: estery mastných kyselin (= zmýdelnitelné lipidy) * isoprenoidy (sloučeniny odvozené od isoprenu)

LIPIDY Mastné kyseliny: nasycené (myristová C14 , palmitová C16 , stearová C18) nenasycené (isolované dvojné vazby v cis konfiguraci) (olejová, 18:1, linolová 18:2, linolenová 18:3, arachidonová 20:4) Ikosanoidy = prostanoidy: deriváty kys. arachidonové, funkce: regulační (modulátory účinku hormonů) prostaglandiny, tromboxany, leukotrieny

Mastné kyseliny

Lipidy (zmýdelnitelné) - triacylglyceroly = tuky (tzv. triglyceridy) technologicky: tuky a oleje vosky (estery mastných kyselin s jednoduchými vyššími alkoholy (C16 - C30)) - polární lipidy (definice, amfifilní - amfipatické vlastnosti) dělení: alkohol (glycerol, sfingosin-sfingolipidy) podle obsahu kys. fosforečné (většina, fosfolipidy) podle obsahu cukerné složky (glykolipidy – cerebrosidy a gangliosidy) - fosfatidáty (fosfoacylglyceroly)

Lipidy (zmýdelnitelné) - triacylglyceroly = tuky (tzv. triglyceridy) technologicky: tuky a oleje 1-palmitoyl-2-oleoyl-3-stearoylglycerol

Lipidy (zmýdelnitelné) - polární lipidy (definice, amfifilní - amfipatické vlastnosti) dělení: alkohol (glycerol, sfingosin-sfingolipidy) podle obsahu kys. fosforečné (většina, fosfolipidy) podle obsahu cukerné složky (glykolipidy - cerebrosidy a gangliosidy) fosfolipid (1-palmitoyl-2-oleoyl-fosfatidylserin)

- fosfatidáty (fosfoacylglyceroly) serin ethanolamin cholin kefaliny lecithiny inositol

fosfatidáty (fosfoacylglyceroly)

steroidní hormony, žlučové kyseliny, kalciferol (vitamin D) ISOPRENOIDY Isoprenoidy: sloučeniny odvozené od isoprenu isopren isopentenyldifosfát   steran cholesterol steroidní hormony, žlučové kyseliny, kalciferol (vitamin D) terpeny, karotenoidy (vitamin A), gutaperča a přírodní kaučuk

BIOLOGICKÉ MEMBRÁNY Funkce: isolace vs. propustnost Základní struktura: dvojvrstva polárních lipidů + bílkoviny

Biologické membrány

Hmotnostní složení lipidů (v %, příklady) Thylakoidová membrána: fosfolipidy: pouze 10 % mono- a digalaktosyldiacylglyceroly: 80 % Různé složení jednotlivých vrstev: erythrocyt: fosfatidylserin: uvnitř fosfatidylcholin: vně

Biologické membrány

Model fluidní membrány

Biologické membrány

Biologické membrány

MEMBRÁNOVÉ BÍLKOVINY periferní a integrální, lipoproteiny (hydrofobní zbytky na povrchu) nesymetrické uložení: vnější část glykosylována funkce: transportní systémy (specifický) membránové enzymy: - specifické funkce - nespecifické (slabá interakce mnoha enzymů s membránou) mechanické funkce: - zachování tvaru (membránový skelet) - pohyb (bičíky) - klathrin (zajištění endocytosy) receptory (membránové bílk. schopné specificky vázat informační látky a v důsledku toho změnit konformaci a funkci)

Periferní a integrální bílkoviny Membránové bílkoviny Periferní a integrální bílkoviny

Membránový transport podle provedení: · volná difuse · trvalými póry ·      uzavíratelnými póry ·      ionofory ·      bílkovinnými přenašeči ·      skupinová translokace pinocytosa

Membránový transport

Membránový transport uzavíratelnými póry

Membránový transport bílkovinnými přenašeči

Membránový transport pinocytosa

Membránový transport podle energetického zabarvení: elektrochemický potenciál: i = io + RT ln ai + ziF na jedné straně membr.: i,A = io + RT ln ai,A + ziFA na druhé straně membr.: i,B = io + RT ln ai,B + ziFB energie při přechodu iontu: i,B - i,A = RT ln ai,B + ziFB - RT ln ai,A - ziFA i,B - i,A = RT ln (ai,B/ ai,A) + ziF(B - A) i,B - i,A = RT ln (ai,B/ ai,A) + ziF.  = membránový potenciál pasivní transport aktivní transport

Membránový transport Jak získat energii? primární (ATPasy) sekudnární (symport nebo antiport) na úkor redoxních reakcí (dýchací řetězec, fotosynthesa)

Membránový transport primární (ATPasy)

sekudnární (symport nebo antiport) Membránový transport sekudnární (symport nebo antiport)

Membránový transport bakteriorhodopsin