stringtranslate.com

Осмолит

Осмолиты — это низкомолекулярные органические соединения, которые влияют на свойства биологических жидкостей. Осмолиты — это класс органических молекул, которые играют важную роль в регулировании осмотического давления и поддержании клеточного гомеостаза в различных организмах, особенно в ответ на стрессовые факторы окружающей среды. [1] Их основная роль заключается в поддержании целостности клеток путем воздействия на вязкость, температуру плавления и ионную силу водного раствора. Когда клетка набухает из-за внешнего осмотического давления , мембранные каналы открываются и обеспечивают отток осмолитов, несущих воду, восстанавливая нормальный объем клетки.

Эти молекулы участвуют в противодействии эффектам осмотического стресса, который возникает при колебаниях концентрации растворенных веществ (таких как ионы и сахара) внутри и снаружи клеток. Осмолиты помогают клеткам адаптироваться к изменяющимся осмотическим условиям, тем самым обеспечивая их выживание и функциональность. [2] Осмолиты также взаимодействуют с составными частями клетки, например, они влияют на сворачивание белка . [3] [4] Обычные осмолиты включают аминокислоты, сахара и полиолы , метиламины, соединения метилсульфония и мочевину .

Примеры исследований

Природные осмолиты, которые могут действовать как осмопротекторы, включают триметиламин N -оксид (TMAO), диметилсульфониопропионат , саркозин , бетаин , глицерофосфорилхолин , мио -инозитол , таурин , глицин и другие. [5] [6] Бактерии накапливают осмолиты для защиты от высокоосмотической среды. [7] Осмолиты являются нейтральными неэлектролитами, за исключением бактерий, которые могут переносить соли. [6] У людей осмолиты имеют особое значение в мозговом веществе почек . [8]

Осмолиты присутствуют в клетках рыб и выполняют функцию защиты клеток от давления воды. Поскольку концентрация осмолитов в клетках рыб линейно зависит от давления и, следовательно, глубины, осмолиты использовались для расчета максимальной глубины, на которой может выжить рыба. Клетки рыб достигают максимальной концентрации осмолитов на глубине около 26 900 футов (8 200 метров), при этом ни одна рыба никогда не наблюдалась за пределами 27 349 футов (8 336 метров). [9] [10]

Ссылки

  1. ^ Пол Х. Янси (2005). «Органические осмолиты как совместимые, метаболические и противодействующие цитопротекторы при высокой осмолярности и других стрессах». Журнал экспериментальной биологии . 208 (15): 2819–2830. doi : 10.1242/jeb.01730 . PMID  16043587.
  2. ^ Обзор медицинской физиологии , Уильям Ф. Ганонг, McGraw-Hill Medical, ISBN 978-0-07-144040-0 . 
  3. ^ Болен Д. В., Баскаков И. В. (2001). «Осмофобный эффект: естественный отбор термодинамической силы в сворачивании белков». Журнал молекулярной биологии . 310 (5): 955–963. doi :10.1006/jmbi.2001.4819. PMID  11502004.
  4. ^ Су, Чжаоцянь (2017). Роль сорастворителей в стабильности белка. OCLC  1245504372.
  5. ^ Нойхофер, В.; Бек, Ф.Х. (2006). «Выживание во враждебной среде: стратегии почечных мозговых клеток». Физиология . 21 (3): 171–180. doi :10.1152/physiol.00003.2006. PMID  16714475.
  6. ^ ab Arakawa T, Timasheff SN (1985). "Стабилизация белков осмолитами". Biophysical Journal . 47 (3): 411–414. Bibcode :1985BpJ....47..411A. doi :10.1016/s0006-3495(85)83932-1. PMC 1435219 . PMID  3978211. 
  7. ^ Csonka LN (1989). «Физиологические и генетические ответы бактерий на осмотический стресс». Microbiology and Molecular Biology Reviews . 53 (1): 121–147. doi :10.1128/mr.53.1.121-147.1989. PMC 372720. PMID  2651863 . 
  8. ^ Галлаццини, М.; Бург, МБ (2009). «Что нового в осмотической регуляции глицерофосфохолина». Физиология . 24 (4): 245–249. doi :10.1152 / physiol.00009.2009. PMC 2943332. PMID  19675355. 
  9. ^ Yancey PH, Gerringer ME, Drazen JC, Rowden AA, Jamieson A (2014). «Морские рыбы могут быть биохимически ограничены от обитания в самых глубоких океанских глубинах». PNAS . 111 (12): 4461–4465. Bibcode :2014PNAS..111.4461Y. doi : 10.1073/pnas.1322003111 . PMC 3970477 . PMID  24591588. 
  10. ^ Лу, Донна (3 апреля 2023 г.). «Ученые обнаружили самую глубоководную рыбу, когда-либо зарегистрированную, на глубине 8300 метров под водой недалеко от Японии». The Guardian . Лондон . Получено 25 мая 2023 г. .

Дальнейшее чтение