Physicochemical Methods in the Study of Biomembranes

در سلول‌های پستانداران، بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی به پویایی سازمان‌دهی لیپیدها و پروتئین‌ها در غشاهای بیولوژیکی وابسته است. مباحث این جلد به روش های فیزیکوشیمیایی در مطالعه بیوممبران می پردازد. برخی از آنها سابقه طولانی و قابل احترامی در مطالعه پروتئین های محلول دارند و اخیراً برای مطالعه غشاها استفاده شده اند. برخی از آنها به طور سنتی برای مطالعات سیستم های مدل لیپیدها با موقعیت ترکیبی کاملاً مشخص و همچنین برای غشاهای دست نخورده به کار می روند. روش‌های دیگر، به دلیل ماهیت خود، برای دولایه‌های سازمان‌یافته متشکل از پروتئین و چربی اعمال می‌شوند. ون میر و ون جندرن مقدمه ای در این زمینه به ما ارائه می دهند (فصل اول). از دیدگاه شخصی خود در مورد توزیع، انتقال، و مرتب‌سازی لیپیدهای غشایی، آنها تعدادی سؤال از نظر بیولوژیکی مرتبط را فرموله می‌کنند و نشان می‌دهند که روش‌های فیزیکوشیمیایی توصیف‌شده در این کتاب ممکن است تا حد زیادی به حل این مسائل کمک کند. روش‌های اولتراسانتریفیوژ تحلیلی به مدت 60 سال در مطالعه پروتئین‌های محلول در آب صادقانه عمل کرده‌اند. استفاده از استخراج مواد شوینده پروتئین های غشایی، و دستکاری چگالی با مخلوط های H20/D20، این تکنیک را به مطالعه پروتئین ها و به ویژه برهمکنش های آنها از غشاهای بیولوژیکی گسترش داده است. همانطور که موریس و رالستون در فصل 2 توضیح دادند، از این تکنیک می توان برای تعیین تعدادی از خواص مهم پروتئین ها استفاده کرد.

In mammalian cells many physiological processes rely on the dynamics of the organization of lipids and proteins in biological membranes. The topics in this volume deal with physicochemical methods in the study of biomembranes. Some of them have a long and respectable history in the study of soluble proteins and have only recently been applied to the study of membranes. Some have tradi­ tionally been applied to studies of model systems of lipids of well-defined com­ position, as well as to intact membranes. Other methods, by their very nature, apply to organized bilayers comprised of both protein and lipid. Van Meer and van Genderen provide us with an introduction to the field (Chapter I). From their personal perspective regarding the distribution, trans­ port, and sorting of membrane lipids, they formulate a number of biologically relevant questions and show that the physicochemical methods described in this book may contribute in great measure to solving these issues. The methods of analytical ultracentrifugation have served faithfully for 60 years in the study of water-soluble proteins. The use of detergent extraction of membrane proteins, and the manipulation of density with H20/D20 mixtures, has extended this technique to the study of proteins, and in particular their interactions, from biological membranes. As described by Morris and Ralston in Chapter 2, this technique can be used to determine a number of important properties of proteins.