Потенциометрические измерения трансмембранного потенциала клеток с использованием проникающих ионов
Автор: Варехов Алексей Григорьевич
Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie
Рубрика: Приборостроение для биофизики и биохимиии
Статья в выпуске: 1 т.25, 2015 года.
Бесплатный доступ
В статье обсуждаются методические ограничения, возникающие при потенциометрических измерениях трансмембранного потенциала клеток с использованием проникающих (липофильных) ионов. Произведен анализ экспериментальных результатов измерений трансмембранного потенциала бактериальных клеток B.subtilis при действии грамицидина А, полученных с использованием ТФФ +-селективного мембранного электрода. Анализ основан на предположении о почти обратимой адсорбции индикаторных катионов на клеточной поверхности. Показано, что результатом таких измерений является не трансмембранный, а значительно больший по величине дипольный потенциал мембраны. Предлагается способ оценки изменений мембранного потенциала с использованием для расчета необратимо связанной части проникающих ионов, иммобилизованных в мембранных каналах при действии грамицидина. Вычислены поверхностная плотность адсорбированного заряда, концентрация мест связывания индикаторных катионов и параметры двойного электрического слоя.
Потенциометрические измерения, грамицидин, тфф +-селективный электрод, дипольный потенциал, трансмембранный потенциал
Короткий адрес: https://sciup.org/14264962
IDR: 14264962
Список литературы Потенциометрические измерения трансмембранного потенциала клеток с использованием проникающих ионов
- Liberman E.A., Topali V.P., Tsofina L.M. et al. Mechanism of coupling of oxidative phosphorylation and the membrane potential of mitochondria//Nature. 1969. Vol. 222. P. 1076-1078.
- Тренделева Т.А., Рогов А.Г., Черепанов Д.А. и др. Взаимодействие тетрафенилфосфония и додецилтрифенилфосфония с липидными мембранами и митохондриями//Биохимия. 2012. Т. 77, № 9. C. 1230-1239.
- Корыта И. Ионы. Электроды. Мембраны. М.: Изд. Мир, 1983. 227 с.
- Гринюс Л.Л., Даугелавичюс Р.Ю., Алькимавичюс Г.А. Исследование мембранного потенциала клеток Bacillus subtilis и Escherichia Coli методом проникающих ионов//Биохимия. 1980. Т. 45, № 9. С. 1609-1618.
- Rottenberg H. Membrane potential and surface potential in mitochondria: Uptake and binding of lipophilic cations.//J. of Membrane Biol. 1984. Vol. 81, No. 2. P. 127-138.
- Muratsugu M., Kamo N., Kobatake Y., Kimura K. Determination of membrane potential of Escherichia coli with use of an electrode sensitive to tetraphenyl phosphonium//J. of Electroanalyt. Chem. and Interfacial Electrochem. 1979. Vol. 104. P. 477-491.
- Kamo N., Muratsugu M., Hongoh R., Kobatake Y. Membrane potential of mitochondria measured with electrode sensitive to tetraphenyl phosphonium and relationship between proton electrochemical potential and phosphorylation potential in steady state//J. of Membrane Biol. 1979. Vol. 49. P. 105-121.
- Lolkema J.S., Hellingwerf K.J., Konings W.H. The effect of «probe binding» on the quantitative determination of the proton-motive force in bacteria//Biochimica et Biophysica Acta. 1982. Vol. 681. P. 85-94.
- Lolkema J.S., Abbing A., Hellingwerf K.J., Konings W.H. The transmembrane electrical potential in Rhodopseudomonas sphaeroides determined from the distribution of tetraphenylphosphonium after correction for its binding to cell components//FEBS J. 1983. Vol. 130, No. 2. P. 287-292.
- Breeuwer P., Abee T. Assesment of the membrane potential, intracellular pH and respiration of bacteria employing fluorescence techniques//Molecular Microbial Ecology Manual, Second Edition. 2004. P. 1563-1580.
- Гринюс Л.Л., Даугелавичюс Р.Ю., Пташекас М.Р. Ионселективный мембранный электрод. АC СССР, № 1136611, 1984.
- Остроумова О.С., Ефимова С.С., Малев В.В., Щагина Л.В. Ионные каналы в модельных липидных мембранах. СПб.: Институт цитологии РАН, 2012. 32 с.
- Weiss L. The cell periphery//Intern. Rev. Cytology. 1970. Vol. 26. P. 63.
- Рубин А.Б. Биофизика (в 2 томах). Т. 1. Теоретическая биофизика. М., 1999. 81 с.
- Зленко Д.В., Красильников П.М. Молекулярное моделирование липидных бислойных мембран//Компьютерные исследования и моделирование. 2009. Т. 1, № 4. C. 423-436.
- Ермаков Ю.А. Биоэлектрохимия бислойных липидных мембран//Российский химический журнал. 2005. Т. 49, № 5. C. 114-120.
- Brockman H. Dipole potential of lipid membranes//Chemistry and Physics of Lipids. 1994. Vol. 73, No. 1-2. P. 57-79.
- Френкель Я.И. Теория явлений атмосферного электричества. М.-Л.: ГИТТЛ, 1949. 155 с.
