ОБРАЗОВАНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ ГРАДИЕНТОВ АКТИВНОСТИ Н(+)-ИОНОВ НА ВНУТРЕННЕЙ МЕМБРАНЕ МИТОХОНДРИЙ ПРИ РАБОТЕ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПРОТОННЫХ ПОМП

Красинская И. П., Лапин М. В., Ягужинский Л. С., Громадский К. Б., Коршунов С. С.
НИИ физико-химической биологии им.А.Н.Белозерского, МГУ, 119899 Москва
В течение последних 10 лет в экспериментах на модельных гетерогенных системах накоплены данные, которые показывают, что реакция переноса Н+-ионов через межфазные границы имеет относительно высокий кинетический барьер. В определенных условиях это приводит к образованию локальных градиентов активности Н+ -ионов в зоне межфазных границ. В настоящей работе предпринята попытка прямой регистрации локальных Н+-градиентов на внутренней мембране митохондрий (СМЧ), индуцированных работой дыхательных протонных помп. Для этого был использован прием ковалентной пришивки рН-зонда (ФИТЦ) к мембранам интактных митохондрий и СМЧ. Было показано, что как на митохондриях, так и на СМЧ в присутствии высоких концентраций разобщителя наблюдается достоверное депротонирование рН-индикатора при включении дыхательных протонных помп. Этот эффект обращается добавлением ингибитора дыхания - теноилтрифторацетона. Его величина пропорциональна количеству связанного индикатора. Она не меняется при добавлении валиномицина и при дальнейшем увеличении концентрации разобщителя. С другой стороны, повышение буферной емкости среды инкубации, независимо от природы буфера, вызывает снижение локального Н+-градиента. Параллельно с этим эффектом высокие концентрации буфера увеличивают скорость полностью разобщенного дыхания. Описанные данные были получены в присутствии низких концентраций калия в средах инкубации (до 10 мМ). В случае его высоких концентраций наблюдается качественно иная картина. Образование локального Н+-градиента (снижение активности Н+-ионов на внутренней поверхности внутренней мембраны митохондрий) указывает на существование кинетического барьера на стадии переноса Н+-ионов из водной фазы в объем мембраны митохондрий, который должен быть локализован в области границы водной фазы и поверхности мембраносвязанных белков.