Получение частиц утративших всю АТФ-азную активность

Как выяснилось, если субмитохондриальные частицы сначала обработать пищеварительным ферментом трипсином и лишь затем добавить мочевину, то получаются частицы, утратившие практически всю АТФ-азную активность (смотрите рисунок ниже).

Ферментативная (АТФ-азная) активность растворимого фактора F₁
оказалась нечувствительной к олигомицину,
подавляющему активность неповрежденной мембраны

Как убедиться в том, что чувствительность к олигомицину является следствием взаимодействия растворимого фактора F₁ с мембраной? Сначала удалим из мембраны весь нативный фактор. Однако фактор F₁ в основном присутствует, так сказать, в скрытом виде из-за присутствия ингибитора (вертикальная штриховка), и, поскольку мочевина не действует на такой «заблокированный» фактор, АТФ-азная активность вскоре обнаруживается вновь (А). Если же разрушить ингибитор трипсином (Б), то мочевина удаляет весь фактор F₁. Позднее вместо трипсина стали использовать сефадекс.

Мы назвали их «TU-частицами» (от слов trypsin — трипсин и urea — мочевина). Впоследствии, после того как мы обнаружили, что трипсин повреждает митохондриальную мембрану, Л. Хорстмен из нашей лаборатории разработал более мягкий способ удаления ингибитора: препарат субмитохондриальных частиц можно просто пропустить через колонку с сефадексом. (Сефадекс действует как молекулярное сито, отделяя малые молекулы от более крупных.) Если затем обработать препарат мочевиной, то опять получаются частицы, совершенно лишенные АТФ-азной активности (так называемые SU-частицы, от слов sephadex — сефадекс и urea — мочевина). Эти частицы похожи на TU-частицы, но они более пригодны для экспериментов по сборке мембран.

Теперь посмотрим, что происходит при добавлении фактора F₁ к TU- или SU-частицам. Оказывается, фермент легко связывается с частицами, а АТФ-азная активность становится не только чувствительной к олигомицину, но и устойчивой при 0°. Следовательно, наша рабочая гипотеза оказалась правильной: в митохондриях действительно содержится компонент (или несколько таких компонентов), который видоизменяет свойства фактора F₁. Постепенно мы стали все яснее сознавать, что такое явление не есть нечто необычное. Ферменты, связанные с мембранами, почти неизменно обнаруживают несколько иные свойства по сравнению с теми же ферментами в растворе. Г. Шатц из нашей лаборатории предложил для этого явления слово «аллотопия» (от греческих слов аллос — другой и топос — место). Вскоре мы обнаружили, что и мембраны, после того как к ним присоединится фермент, несколько изменяют свои свойства (смотрите рисунок ниже).

Аллотопические свойства фактора F₁ и митохондриальной мембраны

Установлено, что АТФ-азная активность частиц (1) чувствительна к олигомицину (заштриховано красным). Когда был открыт растворимый фактор F₁ (2), оказалось, что сам по себе он олигомицином не подавляется (сплошная красная окраска), а мембрана, из которой удален фактор F₁ (3), становится чувствительной к действию трипсина (редкая штриховка). После объединения фермента и мембраны в единый комплекс (4) их свойства изменяются: фактор F₁ становится чувствительным к олигомицину, а мембрана приобретает устойчивость к действию трипсина (густая штриховка).

«Молекулы и клетки», под ред. акад. Г.М.Франка

Популярные статьи раздела

• Результат, получаемый при использовании неповрежденных митохондрий
• Роль фактора сопряжения
• Двойственная роль фактора F1
• Аллотопические свойства фермента
• Эксперименты по выделению фактора F1
• Химическое фракционирование фактора F1
• Образование АТФ
• Ферменты, катализирующие процессы переноса электронов
• Дыхательные ферменты в сферических частицах
• Фактор сопряжения F4