Мембраны прокариот: химический состав

ЦПМ - белково-липидный комплекс, в котором белки составляют 50- 75%, липиды - от 15 до 45%. Кроме того, в составе мембран обнаружено небольшое количество углеводов . Как правило, липиды и белки составляют 95% и больше вещества мембран. Главным липидным компонентом бактериальных мембран являются фосфолипиды - производные 3-фосфоглицерина . Хотя у прокариот найдено множество различных фосфолипидов, набор их в значительной степени родо- и даже видоспецифичен. Широко представлены в бактериальных мембранах различные гликолипиды . Стерины отсутствуют у подавляющего большинства прокариот , за исключением представителей группы микоплазм и некоторых бактерий. Так, в ЦПМ Acholeplasma содержится 10-30% холестерина , поглощаемого из внешней среды, от общего содержания мембранных липидов. Из других групп липидов в мембранах прокариот обнаружены каротиноиды , хиноны , углеводороды .

Все липиды эубактерий - производные глицерина - содержат один или несколько остатков жирных кислот , состав которых весьма своеобразен ( рис. 14 ). В основном это насыщенные или мононенасыщенные жирные кислоты с 16-18 углеродными атомами. Полиненасыщенные жирные кислоты у эубактерий отсутствуют. Исключение составляют цианобактерии , у разных видов которых найдены полиненасыщенные жирные кислоты типа С16:2, С18:2, С18:3, С18:4. Помимо обычных жирных кислот, т.е. обнаруживаемых и в клетках эукариот, в составе мембранных липидов эубактерий находят и кислоты, не встречающиеся, как правило, в мембранах эукариот . Это циклопропановые жирные кислоты, содержащие одно или больше трехчленных колец, присоединенных вдоль углеводородной цепи. Другие, редко встречающиеся и обнаруженные практически только у эубактерий кислоты - это разветвленные жирные кислоты с 15-17 углеродными атомами.

Набор жирных кислот в мембранных липидах также чрезвычайно видоспецифичен. У некоторых грамположительных эубактерий С15-жирная кислота с разветвленной цепью может составлять до 90% всех жирных кислот липидов. Главная функция липидов - поддержание механической стабильности мембраны и придание ей гидрофобных свойств.

Особый состав липидов обнаружен в мембранах архебактерий . У них не найдены типичные для эубактерий эфиры глицерина и жирных кислот, но присутствуют эфиры глицерина и высокомолекулярных С20-, С40-спиртов, а также нейтральные изопреновдные С20-С30-углеводороды.

На долю белков приходится больше половины сухой массы мембран. К мембранам с наиболее высоким содержанием белка относятся бактериальные ЦПМ . При изучении их белкового состава не было обнаружено какого-либо универсального структурного белка. ЦПМ Escherichia coli содержит 27 основных и множество минорных белков, но ни один из основных белков не присутствует в преобладающих количествах. Поскольку ЦПМ прокариот многофункциональна и участвует в осуществлении разнообразных ферментативных процессов, был сделан вывод, что мембранные белки - это, как правило, ферменты . По аминокислотному составу мембранные белки не отличаются от других клеточных белков, за исключением того, что в них содержится мало (иногда следы) цистеина .

В некоторых бактериальных мембранах в значительных количествах обнаружены углеводы . По-видимому, они содержатся не в свободном состоянии, а входят в состав гликолипидов и гликопротеинов .

Ссылки: