Осмолиты
Осмолиты — низкомолекулярные органические вещества, растворимые во внутриклеточной среде и изменяющие свойства биологических жидкостей[1]. Основная роль осмолитов заключается в защите живой клетки от различных стрессовых нагрузок, в обеспечении целостности клеток за счёт влияния на вязкость, точку плавления и ионную силу водных растворов. При набухании клетки из-за внешнего осмотического давления мембранные каналы открываются и обеспечивают выход осмолитов, которые выносят внутриклеточную воду из клетки и сохраняют нормальный клеточный объём[2]. Осмолиты могут взаимодействовать с клеточными компонентами. Часто стресс под влиянием факторов окружающей среды угрожает стабильной конформации белков, поэтому осмолиты стабилизируют конформацию белков[3].
Природными осмолитами, действующими как осмопротекторы, являются триметиламин-N-оксид, диметилсульфониопропионат, саркозин, бетаины (в частности триметилглицин), глицерофосфоринхолин, инозитол, таурин, глицин и некоторые др.
Категории осмолитов
правитьОсмолиты можно разделить на следующие категории:
- Низкомолекулярные углеводы: сахара, такие как трегалоза, и полиолы, такие как глицерин, инозитол, сорбитол и их производные;
- Аминокислоты: глицин, пролин, таурин и др.;
- Метиламины: бетаин.
Почки являются наиболее ярким примером, демонстрирующим как осмолиты играют важную роль в организме человека[4]. В почках (в особенности в мозговом веществе) осмолиты, такие как таурин, сорбитол, инозитол и глицин, обеспечивают защиту ткани от повреждающего действия повышенной концентрации мочевины и высоких перепадов в концентрации солей в среде.
Примечания
править- ↑ Paul H. Yancey. Organic osmolytes as compatible, metabolic and counteracting cytoprotectants in high osmolarity and other stresses (англ.) // The Journal of Experimental Biology : journal. — The Company of Biologists[англ.], 2005. — Vol. 208. — P. 2819—2830. — doi:10.1242/jeb.01730.
- ↑ Review of Medical Physiology, William F. Ganong, McGraw-Hill Medical, ISBN 978-0-07-144040-0
- ↑ Bolen D. W., Baskakov I. V. The osmophobic effect: natural selection of a thermodynamic force in protein folding (англ.) // Journal of Molecular Biology[англ.] : journal. — 2001. — Vol. 310, no. 5. — P. 955—963. — doi:10.1006/jmbi.2001.4819. — PMID 11502004.
- ↑ Gallazzini, M.; Burg, M. B. What's New About Osmotic Regulation of Glycerophosphocholine (англ.) // Physiology : journal. — 2009. — Vol. 24, no. 4. — P. 245—249. — doi:10.1152/physiol.00009.2009. — PMID 19675355. — PMC 2943332.
Литература
править- Yancey, P.H. Organic osmolytes as compatible, metabolic and counteracting cytoprotectants in high osmolarity and other stresses.J. Exp. Biol. (2005), 208:2819-30.
- Holthauzen, L.M.F., and Bolen, D.W. Mixed osmolytes: the degree to which one osmolyte affects the protein stabilizing ability of another. Prot. Sci. (2007), 16:293-8.
- Rose G. D., Fleming P. J., Banavar J. R., Maritan A. A backbone-based theory of protein folding (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 2006. — November (vol. 103, no. 45). — P. 16623—16633. — doi:10.1073/pnas.0606843103. — . — PMID 17075053. — PMC 1636505.
- Holthauzen L. M., Bolen D. W. Mixed osmolytes: the degree to which one osmolyte affects the protein stabilizing ability of another (англ.) // Protein Sci.[англ.] : journal. — 2007. — February (vol. 16, no. 2). — P. 293—298. — doi:10.1110/ps.062610407. — PMID 17189473. — PMC 2203298.
- Harries, Daniel; Rösgen, Jörg. A Practical Guide on How Osmolytes Modulate Macromolecular Properties (англ.) // Meth. Cell Bio. : journal. — 2008. — Vol. 84. — P. 679—735. — doi:10.1016/S0091-679X(07)84022-2.
- Hochachka, P.W.; Somero, G. N. Biochemical Adaptation. Mechanism and Process in Physiological Evolution (англ.) : journal. — Oxford: Oxford University Press, 2002.