Жирные кислоты (ЖК) ЦПМ бактерий.

ЖК состоят из 16-18 атомов С, реже от 14 до 20 атомов.
У бактерий, в отличие от эукариот, практически отсутствуют двойные (ненасыщенные) связи в ЖК. Ненасыщенные ЖК бактерий обычно имеют прямую цепь, что определяет свойства бактериальной мембраны.
У бактерий мембраны должны находиться в переходном, подвижном состоянии, что позволяет им активно реагировать на воздействия извне.

У большинства бактерий - широкие температурные границы существования. При понижении температуры мембраны бактерий могут переходить в состояние жидкого кристалла.

Температура плавления жирных кислот определяет температурные границы существования бактерий.

Состояние мембран бактерий зависит от их жирно-кислотного состава - от степени насыщенности двойных связей.
Когда в структуре жирных кислот двойные связи насыщены, то угол между атомами «С» такой, что они лучше отталкиваются друг от друга и их трудно заморозить.
Когда в структуре жирных кислот есть разветвленные веточки углеродных цепей (метильные группы), то такие мембраны трудно заморозить.
Гомео-вязкостная адаптация - способность к изменению содержания жирных кислот, отличающихся по насыщенности двойных связей.

Вопрос 6. Функции цитоплазматической мембраны

1. Главный осмотический барьер.
2. Энергетическая функция.
3. Транспортная функция.
4. Сенсорная функция.
5. Регуляция деления бактериальной клетки.

Вопрос 7. Регуляция осмотического давления

1. Неспецифическая простая диффузия по градиенту концентрации. Осуществляется без затраты энергии.
2. Облегченная диффузия – за счет фермента – субстрат-специфической пермеазы (транспортный белок) по градиенту концентрации, процесс не требует затрат энергии.
3. Активный транспорт. Общее с облегченной диффузией в том, что процесс идет с участием специфических транспортных белков – пермеаз. Однако в отличие от облегченной диффузии требуется затрата энергии.

Вопрос 8. Энергетическая функция

Система первичной протонной помпы или протондвижущая сила (ПДС) возникает:

1. В результате дыхания.
2. Источником поддерживающим ПДС может быть энергия света.
3. ПДС возникает за счет работы белкового комплекса АТФ-азы (включает 7 разных белков).
4. За счет ПДС протоны Н+ поступают внутрь клетки.

ПДС складывается из:

1. Электрический мембранный потенциал
2. Разность рН между наружной и внутренней сторонами мембраны.
3. Или тем и другим одновременно.
Процесс идет за счет энергии АТФ.

Другие варианты первичной помпы.

Вместо протонов (Н+) могут работать другие ионы, например, K+, Na+:  K+ первичная помпа,  Na+ первичная помпа.
В этих случаях происходит поступление K+, Na+ за счет энергии АТФ.
Например: морские бактерии, термофилы, бактерии в рубце жвачных животных.

Т.о., ПДС может создаваться за счет разных ионов.

Вопрос 9. Транспортная функция ЦПМ

Бактерии могут существовать только во влажной среде, поглощая растворенные вещества. Все вещества должны проходить через ЦПМ.

Существует несколько вариантов переноса веществ через ЦПМ:
  1.Активный транспорт
  2. Вторичная помпа

1. Первый вариант переноса через ЦПМ - активный транспорт

Участвуют специфические транспортные белки – пермеазы, отличаются друг от друга по ряду показателей:

- По степени сродства к субстрату
- По специфичности к определенным веществам
- По эффективности определения концентрации веществ в клетке и вне клетки

2. Второй вариант переноса - вторичная помпа

Активный транспорт - осуществляется при участии энергетического протонного потенциала – вторичной помпы.
В этом случае специфические белки катализируют перенос различных субстратов за счет ПДС.
Как и в случае первичной помпы это перенос, но различных веществ (не только ионов Н+, K+, Na+) в клетку за счет разности мембранного потенциала, обеспечивающего ПДС.

Варианты вторичной помпы:

- Унипорт – втягивание вещества отрицательным зарядом за счет разности потенциалов на мембране. Например, электрофоретический вариант переноса вещества.
- Синпорт – белок катализирует одновременный и однонаправленный перенос веществ (двух или сразу нескольких) вместе с протоном за счет ПДС. Например, Н+ и лактоза.
- Антипорт – белки вторичной помпы катализируют одновременный и встречный перенос двух различных веществ. Например, Н+ и иона Са+ или Na+.

Секреция – выделение веществ из бактериальной клетки через ЦПМ.

Бактерии выделяют различные вещества: ферменты, токсины (факторы патогенности).  Напр., Y.pestis – 11 белков, E.coli – 6 белков, P.aeruginosa – 6 белков

Ферменты: липаза, фосфатаза, экзотоксины.

Система транслокации.

Транспорт белков из клеток определяется комплексом специфических белков – системой транслокации.

Белки-транслоказы (Sec) – могут быть связаны с ЦПМ или свободными, а также находиться в других частях клетки (цитоплазме, периплазме).
Напр., белок SecВ (шаперон) влияет на конформацию белков, трансформирует третичную структуру белка во вторичную (нитевидную), в таком виде белок легче проходит через ЦПМ.

Вопрос 10. Сенсорная функция ЦПМ

Бактерии способны улавливать и определять малейшие изменения в окружающей среде.
Сенсорные системы бактерий похожи на подобные системы в клетках высших организмов.

2-х компонентные сенсорные системы:

У бактерий преобладают 2-х компонентные сенсорные системы, в них 2 белка регулируют передачу сигнала: 1-й белок сенсор,
                           2-й белок регулятор.
Белок-сенсор реагирует на изменения определенных параметров окружающей среды, (напр., на концентрацию веществ), передает сигнал на белок-регулятор, который координирует поведение бактерий в зависимости от условий окружающей среды.

Механизм действия 2-х компонентных сенсорных систем:
После поступления сигнала извне на белок- сенсор он автофосфорилируетс я и воздействует на белок регулятор (находится рядом в ЦПМ), в котором при этом фосфорилируется Asp участок.
После фосфорилирования белок-регулятор действует на определенные участки генома, регулируя активность определенных генов.
Белок-регулятор может выступать в роли активатора, а также в роли репрессора.