36.14. Транспортные антибиотики функционируют либо как подвижные переносчики, либо как каналообразователи
Существует два совершенно разных механизма действия транспортных антибиотиков на проницаемость мембран для ионов (рис. 36.21). Некоторые антибиотики (например, грамицидин А) формируют канал, пронизывающий мембрану. Ионы входят в такой канал на одной стороне мембраны, диффундируют по нему и выходят на другой стороне мембраны. Стимуляция транспорта ионов по этому механизму не сопряжена с движением самого антибиотика-каналообразователя. Антибиотики другой группы (например, валиномицин) функционируют как переносчики ионов через углеводородную область мембраны. Активность этих транспортных антибиотиков сопряжена с их собственной диффузией.
В эксперименте подвижные переносчики и каналообразователи можно различить следующим образом. Измеряют температурную зависимость ионной проводимости искусственной липидной двуслойной
Рис. 36.21. Схематическое изображение различий между транспортными антибиотиками-каналообразователями и подвижными переносчиками. Все известные транспортные белки принадлежат к категории каналообразователей.
Рис. 36.22. Влияние температуры на проводимость липидных двуслойных мембран, одна из которых содержит транспортный антибиотик-каналообразова-тель, другая - транспортный антибиотик, являющийся подвижным переносчиком.
мембраны, содержащей транспортный антибиотик. При этом берут температурный интервал, включающий температуру фазового перехода липида; в этом интервале углеводородная середина мембраны переходит от практически затвердевшего состояния до совершенно жидкого. Каналообразователь, опосредуя транспорт ионов через мембрану, сам по себе не диффундирует. Следовательно, застывание углеводородного слоя не окажет существенного влияния на его способность транспортировать ионы. Иная ситуация складывается с подвижным переносчиком ионов, который для проявления активности должен диффундировать сквозь углеводородный слой мембраны: его эффективность при затвердении углеводородного слоя должна значительно уменьшиться. Данные экспериментов с валиномицином и грамицидином А действительно выявляют различие между двумя рассматриваемыми механизмами (рис. 36.22). Проницаемость содержащей валииомицин двуслойной мембраны возрастает при ее разжижении более чем в 1000 раз. В то же время на транспортную активность грамицидина А переход мембраны в жидкое состояние почти не оказывает влияния.
Важно подчеркнуть, что все известные в настоящее время природные системы транспорта представляют собой каналы.
Как уже обсуждалось выше (разд. 10.14), перемещение интегральных мембранных белков с одной поверхности мембраны на другую (поперечная диффузия) идет крайне медленно либо вовсе отсутствует. Следовательно, они не могут служить подвижными переносчиками.
