POMIARY BIERNEGO TRANSPORTU PROTONÓW PRZEZ DWUWARSTWY LIPIDOWE


Choć pomiary samego stężenia jonów hydroniowych (H+ z dołączonymi cząsteczkami wody) są rutynowymi pomiarami laboratoryjnymi, to zbadanie biernego transportu protonów przez błony napotyka na kilka trudnosci. Można tu wymienić: Opracowano kilka metod pomiarów biernego transportu protonów przez błony modelowe, które można podzielić na dwie zasadnicze grupy:

  1. Obserwacja zaniku gradientu pH w poprzek błony
  2. Pomiary przewodności błon lipidowych w warunkach gdy jedynie jony H+ lub OH- mogą być nośnikami prądu

W pierwszej grupie metod, strumień protonów jest mierzony pośrednio, z reguły za pomocą sond fluorescencyjnych lub paramagnetycznych wrażliwych na pH. W drugiej strumień przenikających protonów jest monitorowany albo poprzez pomiary przewodności pod wpływem przyłożonego napięcia, albo poprzez obserwację budowy i zaniku potencjału błonowego (dyfuzyjnego) będącego wynikiem istnienia transmembranowego gradientu stężenia protonów i w konsekwencji różnej szybkości przenikania H+ w obu kierunkach.
W obu metodach można również stosować elektrody jonoczułe (tutaj elektrody pH) lub jak to zrobiono w pionierskich pomiarach - miareczkowanie.
Dla ścisłości trzeba zaznaczyć, że nie ma sposobu na rozróżnienie w pomiarach transportu jonów H+ w jedną stronę, od transportu jonów OH- w drugą. Obserwowany strumień może w całości lub części pochodzić od każdego z tych jonów.

Pomiary szybkości biernego przenikania protonów przez lipidowe błony modelowe wykazały interesującą anomalię. W porównaiu do bardzo słabo przenikliwych jonów metali alkalicznych, współczynnik przenikania jonów H+/OH- okazał się o 5 do 8 rzędów wielkości wyższy. W przeciwieństwie do przewodności elektrycznej innych jonów rosnącej liniowo wraz z ich stężeniem, przewodność protonowa błon bardzo nieznacznie zależy od pH środowiska czyli od stężenia jonów hydroniowych: przy zmianie pH z 2 do 11 (tzn. stężenie zmieniało się o 9 rzedów wielkości!) przewodność zmieniała się jedynie 10-krotnie. Również, inaczej niż w przypadku innych jonów, dla protonów nie obserwowano skokowego wzrostu przenikalności w temperaturze przejścia fazowego lipidów błony. Wszystkie te fakty doświadczalne sugerowały nietypowy mechanizm transportu jonów H+/OH-


Tutaj możesz zapoznać się z ciekawą historią badań transportu protonów i ich konsekwencjami.


Copyright © A.F.1996 - 2000