ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА РАБОТУ Na/K-АТФАЗЫ

Павлов К. В., Аюян А. Г., Соколов В. С.
Институт электрохимии РАН, Москва
Исследован перенос электрического заряда Na/K-АТФазой в модельной системе, состоящей из бислойной липидной мембраны (БЛМ) и адсорбированных фрагментах клеточных мембран, содержащих очищенный фермент. Скачкообразное высвобождение АТФ из неактивного фоточувствительного предшественника после вспышки УФ-света приводит к появлению переходного тока в бескалиевой среде, связанного с переносом положительного заряда через мембранные фрагменты. Кроме того, при приложении переменного напряжения в системе возникает переменный ток, в который входит компонента, связанная с перераспределением электрических зарядов в АТФазе. Эту компоненту тока удобнее изменять как "изменение" емкости (сдвинутую относительно приложенного напряжения на -90є компоненту тока. Обнаружено различное влияние на перенос заряда электростатического потенциала, создаваемого при адсорбции на мембранные фрагменты дипольных и заряженных веществ. При адсорбции на мембранные фрагменты положительно заряженного ремантадина наблюдался рост амплитуды тока короткого замыкания и величины перенесенного заряда (полученной интегрированием тока). Зависимость наблюдаемого прироста от скачка потенциала, созданного при адсорбции ремантадина, описывается распределением Ферми: DQ=DQmax/{1+exp(Yo-aY)} где Y=DV/kT - безразмерный потенциал. Значение параметра a составляло 0,6, что говорит о том, что большая часть создаваемого потенциала падает на участке, где происходит исследуемый перенос электрического заряда; величина потенциала перигиба Yо - порядка десятков мВ. При адсорбции стирилового зонда RH-421, обладающего значительным дипольным моментом и создающего положительный скачок потенциала на границе мембраны, рост амплитуды тока короткого замыкания наблюдался лишь при относительно высоких концентрациях зонда (соответствующих изменению дипольного потенциала 50-100 мВ), без изменения величины перенесенного заряда. При этом происходило ускорение переноса заряда. Зависимость константы скорости переноса заряда от созданного при адсорбции потенциала указывала на сильное экранирование потенциала (коэффициент экранирования порядка 10-2). Адсорбция RH-421 вызывала так же ускорение релаксации емкости после вспышки к исходному значению, может быть объяснено тем, что создаваемый потенциал ускоряет перенос натрия в обратном направлении, необходимый для дефосфорилирования белка в отсутствии калия.