Кенжебаева Сəуле Сағындыққызы биотехнологиядағЫ Қазіргі əдістер

58
Ионды арналардың маңызды қасиеттері – селективтілігі, инак-
тивация механизмі жəне бірлік арнаның өткізгіштігі, сонымен қатар 
фармакологиялық сипаттамалары. Бірлік арнаның өткізгіштігін 
жəне мембраналардың жиынтық өткізгіштігін білу арқылы иондық 
арналардың тығыздығын есептеуге болады. Мысалы, плазмалеммада 
К
+
арналардың тығыздығы 5,1011 м
2
жетеді, ол мембраналардың 0,01% 
жалпы ауданын алып жатады. Өткізгіштік, селективтілік жəне қақпан 
механизмдерінің қызметін белгілі бір иондық арнаның кинетикалық 
қасиеті анықтайды. Иондық арналардың ашылуы мен жабылуы 
мембранды əлеуетімен реттеледі жəне олардың иондық ортамен 
(əсіресе Са
2+
иондары жəне рН), фосфорилау, май қышқылымен жəне 
G-белоктармен реттеледі. 
1.18-сурет. Натрий арнаның жəне «қақпан» механизмдерінің жұмысы. 
А – тыныштық кезінде m-белсенділік қақпа («m-қақпа») жабық; 
Б – қозу кезінде «h-қақпа» ашық; В - деполяризация кезінде «h-қақпа» 
(инактивациялау) жабық 
(http://www.babayevifamily.com/Arm_fi les/fi zio_3.html)
Иондық арналардың селективтілігін зерттеу арналарда иондардың 
қарапайым диффузиялық жолмен емес, дағдарыс сатыларының сал-
дарынан жəне арналардың саңылауларының қабырғаларымен байла-
нысынан қозғалатынын көрсетті. Арналардың саңылаулары арқылы 

59
иондардың қозғалуы энергетикалық тосқауылды еңсеруге тап болып 
отыр, оның көлемі диаметрге тəуелді, иондардың гидротация энер-
гиясына, рН-тың үлкендігіне, иондық күшіне, селективті фильтрден 
өту кезінде энергияның белсенділігін төмендетуге жəне тағы басқа 
жағдайларға қабілетті болады. 
Сыртқы дабыл сенсорымен қақпан механизмін жүргізу тəсіліне 
тəуелді арналар екі топқа бөлінеді. Бірінші топта арнаны мынадай тип 
құрайды, яғни сыртқы ынталанудың сенсоры арна молекуласының 
құрамына кіреді. Бұл топ өзіне əлеует жəне лиганды жүргізу арнасын 
алады. Əлеует жүргізу иондық арналардың (К
+
, Na
+
, Са
2+
, Сl
-
) мембран-
ды əлеуетінің өзгеруіне əсер етеді, керісінше жауап қайтарады, лиган-
ды жүргізу – ерекше антогонистердің рецепторларымен байланысу 
кезеңінде ашылады жəне жабылады. Бұл жағдайда сыртқы дабыл сен-
сордан арнаға клеткаішілік дабылдар арқылы беріледі. Бұл топ өзіне 
рецептор жүргізуші арналарды жəне G-белоктармен жүргізілетін ар-
наларды алады. Əлеуетке тəуелді арналар ерекше болып орналасқан, 
типті қалдық құрылымдардың интегралды белоктары мембрана
саңылауларында түзеді. Арна сыртқы жəне ішкі саңылауларды 
ерекшелейді: қақпан механизмдері көмегімен ашылып жəне жа-
была алатын саңылаулар болады (1.17-сурет). Гидрофильді амин 
қышқылдары саңылаулардың қабырғаларын құрастырады, ал гидро-
фобты мембраналардың липидті фазаларымен байланыс қалыптасады. 
Арнада селективті сүзгi сияқты болады, ол арнаның арнайылылығын 
жəне мембранада электрлік əлеуеттің сенсорлық градиентін қамтамасыз 
етеді. Арнаның селективті сүзгi өзіне оттегі атомдарының сақинасын, 
яғни иондардың дағдарысын жүзеге асыруға қабілетті сақиналарды 
кіргізеді, арнаның селективті қасиеті сүзгiнің құрамына кіретін амин 
қышқылдардың тізбектерімен анықталады. 
Арналарда қақпан механизмдерінің ашылуы мен жабылуы белок-
тардың қоғамдық құрылысының өзгеру нəтижесі болып табылады.
К
+
арналар. Калий арналар өсімдік клеткаларының барлық мем-
бранды түзілістерінде болады. Көпшілік К
+
-арналар аммонийдің 
төрттік қосылыстармен жабылады, соның ішінде тетраэтиламмоний 
(ТЭА), сəйкес селективтілігі бар жəне тек төрт арналар үшін (T
+
, K
+
, 
Pb
+
, NH
4
+
) өткізгіштігі бар. К
+
-арнаның өткізгіштігі рН төмендеген 
кезде арналардың саңылауларында молекулалық топтардың протон-
дауынан күрт түседі. Са
2+
, АТФ жəне Na
+
тəуелді К
+
-арналар əлеуетке 
белгілі.

60
Əлеуетке тəуелді К
+
-арналар мембраналардың деполяризация-
сы кезінде белсендіріледі, мысалы, К
+
-арналардың шығу бағыты (К
+
out-арнасы) жəне гиперполяризациясы ̶ К+-арналардың кіру бағыты 
(К
+
in-арналар) сарышаян мен жыланнан алынған уларға, яғни осын-
дай токсиндерге сезімталдығымен ерекшеленеді. Əлеуетке тəуелді К
+ 
арналардың қызметі цитоплазмада калийдің деңгейін анықтайды.
Мембраналардың деполяризациясы кезінде белсенді етілетін, шыға-
тын бағыттағы К
+
-арналар (К
+
out-арналар) балдырлардың плазмалем-
маларынан, жоғары сатыдағы өсімдіктер мен ашытқылардан табылды. 
Олар саңылаулардың қозғалуына қатысады, реполяризация фазасын 
қамтамасыз етеді.
Кіретін бағытты К
+
-арналар (К
+
in-арналар) мембранды əлеуетінің 
ұлғаюы кезінде белсендіріледі. Олар К
+
иондарына қатысты жоғары 
селективтілікке ие болады. К
+
in-арналар үшін селективті қатар 
саңылаулардың жабылатын клеткаларда келесі жағдайда көрінеді: 
К
+
> NH
4
+
= Pb
+
>> Na
+
> Li
+
>Cs
+
.
Жоғары сатыдағы өсімдіктерде əртүрлі катиондар калиймен 
белсенді қарым-қатынаста, яғни К
+
in-арналар арқылы оның жұтылуы 
үдерісінде болады. Олардың кейбіреулері қажетті минералды элемент-
тер болып табылады (NH
4
+
, Са
2+
), басқалары – токсинді, улы (Cs
+
, Na
+
жəне Н
3+
). Cs
+
, Na
+
, Са
2+
жəне Аl
3+
иондары клеткалардың сыртынан К+ 
in-арналардың қызметін бəсеңдетеді.
Жануар организмнің клеткаларында К
+
арналардың Са
2+
-реттеуші 5 
типі ашылды.
Са
2+
-арналар. Барлық Са
2+
-арналар үлкен екі топқа бөлінеді: əлеуетке 
тəуелді жəне рецептор жүргізу. Өз кезегінде, өткізгішке тəуелді, 
ашық жағдайда өмірдің уақытына, активация жылдамдығына немесе 
инактивацияға əлеуетке тəуелді Са
2+
-арналар төрт типке бөлінеді: диги-
дропириден сезімтал Са
2+
арналардың L-типі, Са
2+
-арналар T-, N- жəне 
Р-типі. Көптеген балама иондар Са
2+
арналар жұмысын бəсеңдетеді. 
Са
2+
арналардың белоктарына органикалық шығу тегі бар липофильді 
азотқұрамды қосылыстары бар үш тип кіреді. Бірінші топқа туынды 
фенилалкиламин – верапамил, Д-600, екінші топқа туынды 1,4-диги-
дропиридиндер – нифедипин, нитрендипин, үшінші топқа туынды 
бензотиазепен, мыс дильтиазем жатады. Бұл ингибиторлар көбінесе 
Са
2+
арналардың L-типтеріне əсер етеді. Сонымен қатар жоғары кон-
центрацияда олар Na
+
- жəне К
+
-арналарын блоктауы мүмкін. 

61
1.19-сурет. Плазмалық мембрананың липидті қосқабатындағы калий 
арнасында қалыптасатын белоктың сызбасы. Төрт теріс заряд арнаның 
«қабатында» тіркелген. Б суретте А-да көрсетілген сызба ретінде 
арнаның энергетикалық қапталы. Ординат өстерінде арнада өтетін 
қажетті кинетикалық энергияның мəністері келтірілген. Абсцисса 
өстерінде мембрананың ішкі жəне сыртқы беттік аралығы. Тіркелген 
теріс зарядтар мен арна қабатында энергетикалық минимумдар оң 
зарядталған иондармен байланысу орнына ие. Энергетикалық максимум-
дар арнадағы диффузия кедергісіне сəйкес. Белоктық арнаның конформа-
циясы кездейсоқ өзгереді, энергетикалық қапталдың нұсқалары тұтас 
жəне үзік сызықтармен берілген. Белоктың өзгеруі энергетикалық 
тосқауылдан өтуі кезінде иондардың байланысуы арқылы жеңілдетіледі 
(http://meduniver.com/Medical/Physiology/19.html)
Арна үш жағдайда: ашық, инактивті жəне жабық түрде болады. 
Дигидропиридиндер жəне басқа лигандалар əсерінің механизмі бұл 
жағдайлардың біреуінде Са
2+
-арналардың құрылымын тұрақтандыру 
болып табылады.

жүктеу/скачать 5,04 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: