10.7. Большинство мембранных процессов опосредовано белками

Обратимся теперь к мембранным белкам, ответственным за большинство динамических процессов, осуществляемых мембранами. Мембранные липиды создают барьеры проницаемости и тем самым отграничивают отдельные участки (компартменты), тогда как специфические белки опосредуют отдельные функции мембран, такие, как транспорт, передачу информации и преобразование энергии. При этом мембранные липиды создают среду, необходимую для действия этих белков.

Мембраны различаются между собой по содержанию белка. Так, в миелине, который служит изолирующей оболочкой многих нервных волокон, содержится мало белка Основной компонент миелиналипид с прекрасными изоляционными свойствами. С другой стороны, в большинстве клеток плазматические мембраны обладают значительно более высокой активностью и содержат различные насосы, каналы, рецепторы, ферменты. Количество белка в таких плазматических мембранах достигает, как правило, 50%. Наиболее высоким содержанием белка, вплоть до 75%, характеризуются мембраны, функционирующие как преобразователи энергии, в частности внутренние мембраны митохондрий и хлоропластов.

С помощью электрофореза в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (ДСН) удается выявить основные мембранные белки.

При использовании этого метода мембраны сначала солюбилизируют -ным раствором ДСН. Этот детергент разрушает большинство белок-белковых и белок-липидных связей. Далее полученный раствор наслаивают на полиакриламидный гель, также содержащий ДСН, и все это помещают на несколько часов в электрическое поле. В этой системе в отличие от других, не содержащих ДСН, электрофоретическая подвижность большинства белков зависит от их массы, а не от заряда. Дело в том, что отрицательный заряд молекул ДСН, присоединенных к белку, намного превышает общий заряд самого белка. Полосы разделившихся белковых фракций проявляют, обрабатывая гель краской типа кумасси

Рис. 10.15. Коэффициенты проницаемости липидных двуслойных мембран для некоторых ионов и молекул.

синий. При этом выявляются крайне малые количества белка - порядка нескольких микрограммов. На рис. 10.16 показаны результаты гель-электрофореза трех мембран — плазматической мембраны эритроцитов, фоторецепторной мембраны палочек сетчатки и мембраны саркоплазматического ретикулума мышцы. Отчетливо видно, что белковый состав этих трех мембран совершенно разный. Кроме того, мембраны различаются по набору входящих в их состав полипептидных цепей и по распределению массы. Таким образом, мембраны, выполняющие неодинаковые функции, различаются также по белковому составу.