Почему и как мембрана собирается

Собственно говоря, сборка мембран происходит в соответствии с теми же принципами, что и их разборка. Если содержание детергента в смешанных мицеллах уменьшать, то стремление солюбилизированных в них молекул к мембранному типу упаковки заставит мицеллы сливаться друг с другом и в какой-то момент, когда оставшегося детергента станет уже недостаточно для сохранения высокой кривизны поверхности в укрупнившихся мицеллярных агрегатах, они превращаются в мембранные структуры.

Таким образом, процессы солюбилизации и реконструкции мембраны зеркально симметричны в смысле обратимости превращений, происходящих при изменении содержания детергента в смеси. Более того, они протекают самопроизвольно, если концентрация детергента становится выше или ниже определенного предела. Единственное, что требуется, чтобы запустить процесс реконструкции, – это знать, каким образом можно удалить детергент из имеющегося солюбилизата.

В принципе с этим тоже нет больших проблем, поскольку сейчас имеется широкий набор различных способов удаления детергентов. Выбор подходящего способа определяется задачами реконструкции, а также типом детергента, который необходимо удалить. Чаще всего используются четыре основных способа удаления детергента: диализ, гель-фильтрация, сильное разбавление солюбилизата и адсорбция детергента на гидрофобных полимерах.

Самый простой способ – это удаление детергента с помощью диализа через полупроницаемую целлофановую мембрану. Поскольку молекулы детергента достаточно малы, чтобы пройти через поры диализной мембраны, а концентрация его мономеров в воде, зависящая от ККМ, сравнительно высока, то детергент постепенно переходит из солюбилизата в диализующий раствор. При этом его содержание в смешанных мицеллах уменьшается и, когда оно становится достаточно низким, мицеллы трансформируются в мембранные структуры. Этот способ хорош для детергентов с высокой ККМ, таких, например, как октилглюкозид или холат натрия. Но неионные детергенты с низкой ККМ типа тритона Х-100 при диализе удаляются не полностью. Другой недостаток этого метода состоит в его длительности, так как даже в лучшем случае удаление детергента может занять несколько суток.

Более быстрый способ основан на удалении детергента с помощью гель-фильтрации, когда солюбилизат пропускают через инертный гель, размер пор которого достаточно велик, чтобы удержать молекулы детергента, но мал по сравнению с образующимися мембранными частицами, которые свободно проходят между гранулами геля. Несмотря на быстроту, этот метод не всегда удобен в работе, особенно когда требуется провести реконструкцию большого количества образцов.

Еще быстрее, а фактически почти мгновенно реконструкцию можно осуществить методом быстрого разбавления. Для этого солюбилизат разводят большим объемом не содержащей детергента среды, в результате чего содержание детергента в мицеллах резко падает ниже предельного уровня, которым определяется момент начала формирования мембраны. Этот метод универсален и годится для удаления практически любого детергента. Проблема лишь в том, что сам образец при этом сильно разбавляется, да и детергент удаляется из мембраны далеко не полностью, что может отрицательно сказаться на качестве реконструированного мембранного препарата.

С максимальной полнотой детергент может быть удален из мембраны путем его адсорбции на гидрофобных полимерах. Этот способ особенно хорош для удаления остаточных количеств детергента из уже сформировавшихся мембранных частиц. Однако для удаления детергента из исходного солюбилизата он малопригоден, так как на начальных стадиях реконструкции удаление детергента может сопровождаться адсорбцией значительных количеств белка и липида на полимере. Поэтому обычно этот метод используют в комбинации с другими способами на конечной стадии удаления детергента.

Биологически мембраны

Важнейшее условие существования клетки, и, следовательно, жизни – нормальное функционирование биологических мембран. Мембраны – неотъемлемый компонент всех клеток.


Биологические ресурсы

Несколько поколений россиян выросло под бодрые звуки песни "Широка страна моя родная! Много в ней лесов, полей и рек. С тех пор и страна стала не такой широкой, как была, а что происходит с полями и реками - читатель этой книги уже знает. На очереди - сведения о растительном мире, в том числе и о лесах.

Стратегии эволюции и кислород

Испокон веков людей волновал вопрос, как возникли живой мир и они сами. Кажущаяся непостижимость происхождения организмов во всей их сложности и совершенстве неизменно толкала человечество к религии. Действительно, как можно, не прибегая к Создателю, объяснить появление живых существ во всем их необычайном разнообразии?.

Кембрийский парадокс

Примерно 530 миллионов лет назад, в начале кембрийской эпохи, на Земле произошло уникальное событие - внезапно, быстро и почти одновременно возникло множество новых биологических форм, ставших предшественниками важнейших типов современных организмов вплоть до человека.