Двойственная роль фактора F1 - Мембраны митохондрий - Молекулы и клетки - Мед Читалка

Двойственная роль фактора F1

Складывается впечатление, что двойственная роль фактора F1 весьма типична для взаимодействия ферментов и мембран и служит одним из важных проявлений аллотопии. Очевидно, тот факт, что присутствие фактора F1 обусловливает и целостность митохондриальной мембраны, и работу протонного насоса в хлоропластах, свидетельствует в пользу гипотезы Митчелла. Возможно, это обстоятельство поможет выяснить роль мембраны в окислительном фосфорилировании.


Фракционирование и сборка митохондриальной мембраны

Фракционирование и сборка митохондриальной мембраны

Фракционирование и сборка митохондриальной мембраны

После воздействия на TU-частицы звуковыми колебаниями появляется фактор Fo, способный связываться с фактором F1. Если Fo растворить в холате и добавить соль, то в осадок выпадет бесцветный фактор CFo, не содержащий дыхательных ферментов и липидов. Добавление CFo к F1 подавляет АТФ-азную активность. Если затем добавить фосфолипид, то АТФ-азная активность восстанавливается и приобретает чувствительность к олигомицину.


Таким образом, комплекс CFo с фосфолипидом воспроизводит свойства неповрежденной мембраны.

Пока продвигалась вперед описанная выше работа по изучению фактора F1, мы продолжали работать над проблемой возможно более полного разделения внутренней мембраны митохондрий на компоненты. Фактор Fo оказался желто-коричневым комплексом, состоящим из многих соединений, включая всю цепь переноса электронов.

Путем химического фракционирования в присутствии солей желчных кислот Ясуо Кагава выделил практически бесцветную фракцию (CFo от слов colorless — бесцветный и fraction — фракция), обладавшую рядом интересных свойств. Она не имела дыхательной активности, поскольку была лишена почти всех флавопротеидов и цитохромов, присутствовавших в исходных субмитохондриальных частицах. Кроме того, она содержала лишь следовые количества фосфолипидов — жировых компонентов мембраны.

При добавлении F1 к CFo АТФ-азная активность фактора F1 почти полностью исчезала. Последующее добавление фосфолипидов к неактивному комплексу приводило к полному восстановлению АТФ-азной активности, но теперь эта активность подавлялась олигомицином!

Столь же поразительные результаты дало электронно-микроскопическое исследование. Препараты CFo, как это видно на электронных микрофотографиях, состоят из аморфного материала. После добавления фактора F1 появляется множество сферических частиц, которые прикреплены к аморфному материалу. Если же добавляли еще и фосфолипид, то возникали характерные мембранные структуры — мешочки, покрытые сферическими частицами. Они совершенно не отличались от нормальных, полноценных в функциональном отношении субмитохондриальных частиц, несмотря на то что им недоставало главного компонента таких частиц, а именно дыхательных ферментов. Всегда считалось, что дыхательные ферменты составляют неотъемлемую часть внутренней мембраны, а тут оказывается, что препарат, который, по всей видимости, является именно препаратом изолированных мембран, вообще не содержит этих ферментов. Как же в таком случае они связаны с мембраной? Из каких материалов состоит сама мембрана? Как эти материалы в ней организованы?

Пытаясь получить ответ хотя бы на часть поставленных здесь вопросов, мы продолжали разрушать мембраны в поисках тех компонентов, с которыми взаимодействует фактор F1.


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