Plasmamembranen: Chemie, Biologie Und Pathologie

ISBN-13: 9783540063605 / Niemiecki / Miękka / 1973

Donald F. Hoelzl Wallach; Hubertus Gerhard Knufermann

Opis

Fur wen schreibt man ein Buch, warum schreibt man es zu einem be stimmten Zeitpunkt und aus welchen Grunden schreibt man es? Es ist unser wesentlichstes Ziel eine zusammengefasste Darstellung der experi mentellen Ergebnisse und der theoretischen Vorstellungen uber die Plasmamembran vorzulegen, die Studenten der Biologie und Medizin, Immunologen, Genetiker, Onkologen und Arzte griffbereit zur Hand haben konnen. Dabei scheint es uns von besonderem Vorteil zu sein, dies in einem Zeitpunkt vorzunehmen, in dem sich zahlreiche Verbin dungen zwischen der Membranologie und anderen Gebieten der Bio logie entwickeln, und in dem die Untersuchung der Plasmamembran nicht nur eine zunehmende Zahl von Biologen, Biochemikern und Bio physikern beschaftigt, sondern auch Arzte, deren Hauptinteresse auf dem Gebiet der klinischen Medizin liegt. So ist es eine der Absichten dieses Bandes die klinische Relevanz der Grundlagenforschung uber Plasmamembranen zu beleuchten und dabei mogliche Kommunika tionsschwierigkeiten zu uberbrucken. Zudem soll dieses Buch dabei helfen wesentliche theoretische Ansatze, wie die dynamischen Mem branmodelle und neue Techniken zur Untersuchung von Biomembranen mit so wichtigen Teilgebieten der Membranbiologie wie z. B. der Genetik, der Immunologie und der Pathophysiologie zu verknupfen. Diesem Ziel dient auch die umfangreiche Bibliographie; sie soll dazu beitragen, die Barriere einer so umfangreichen und interdisziplinar verstreuten Literatur zu uberwinden und damit neue Perspektiven fur eines der erregendsten Gebiete der Biologie zu ermoglichen. Boston, Massachusetts Donald F. H. Wallach Freiburg/Breisgau Hubertus G. Knufermann August 1973 VII Inhaltsverzeichnis I. Kapitel Einleitung. 1 1. Historische Entwicklung . . . . . . . 2 2. Allgemeine Eigenschaften der Membran 3 2. 1. Morphologie . . . . . . . . . . . ."

Spis treści

I. Kapitel Einleitung.- 1. Historische Entwicklung.- 2. Allgemeine Eigenschaften der Membran.- 2.1. Morphologie.- 2.2. Transport und elektrische Eigenschaften.- 2.3. Röntgenstreuungsanalyse.- 2.4. Molekulare Organisation und Kooperativität.- 3. Die Membran als Träger pathologischer Prozesse.- 4. Definitionen: „marker“, „label“ und „probe“.- II. Kapitel Isolierung, Fraktionierung und Biochemische Eigenschaften von Biomembranen.- 1. Einleitung.- 2. Zellaufschluß.- 2.1. Einleitung.- 2.2. Physikalische Methoden.- 2.3. Chemische Methoden.- 3. Trennung von Membranfragmenten durch Zentrifugieren.- 3.1. Differentialzentrifugation.- 3.2. Isopyknische Technik.- 3.3. Gradientenmedien.- 3.4. Herstellung von Gradienten.- 3.5. Probenzuführung.- 3.6. Zentrifugation.- 4. Membranfraktionierung durch Phasentrennung.- 5. Membranfraktionierung durch „affinity-density-pertubation“.- 6. Membranfraktionierung durch Mikrodissektion.- 7. Analyse der Ergebnisse.- 7.1. Zonenlokalisation.- 7.2. Quantifizierung.- 8. Membran-„marker“.- 8.1. Morphologie.- 8.2. Enzym-„marker“.- 8.3. Immunologische „marker“.- 8.4. Virus-Rezeptoren als „marker“.- 8.5. Verschiedene andere „marker“.- 8.5.1. Elektrische Ladung der Membran.- 8.5.2. Kovalente „label“.- 8.5.3. Chemische Zusammensetzung.- 8.5.3.1. Lipide.- 8.5.3.2. Kohlenhydrate.- 8.5.3.3. Proteine.- 9. Spezielle Trennmethoden für Plasmamembranen.- 9.1. Allgemeines.- 9.1.1. Alkalische Phosphatase.- 9.1.2. Adenosintriphosphatase.- 9.1.3. 5?-Nukleotidase.- 9.1.4. Leucin-Aminopeptidase.- 9.1.5. NADase.- 9.1.6. ATP-Diphosphohydrolase.- 9.1.7. Phosphodiesterase.- 9.1.8. Triglyzerid-Hydrolase.- 9.2. Große Membranfragmente.- 9.2.1. Erythrocytenmembranen.- 9.2.2. Plasmamembran der Leber-Galle-Grenze.- 9.2.3. Myelin.- 9.2.4. Plasmamembranen mit spezialisierter Oberfläche.- 9.2.5. Membranstabilisierung.- 9.3. Fraktionierung von Membranvesikeln.- 10. Zytoplasmatische Membranen.- 10.1. Einleitung.- 10.2. Kernmembranen.- 10.2.1. Eigenschaften.- 10.2.2. Isolierung und chemische Zusammensetzung.- 10.3. Mitochondriale Membranen.- 10.3.1. Eigenschaften.- 10.3.2. Isolierung.- 10.3.3. „Marker“.- 10.4. Peroxoisosomen.- 10.4.1. Eigenschaften.- 10.4.2. „Marker“.- 10.5. Lysosomale Membranen.- 10.5.1. Eigenschaften.- 10.5.2. Isolierung.- 10.5.3. „Marker“.- 10.6. Golgi-Membranen.- 10.6.1. Eigenschaften.- 10.6.2. Isolierung.- 10.6.3. „Marker“.- 10.7. Endoplasmatisches Retikulum (ER).- 10.7.1. Eigenschaften.- 10.7.2. Isolierung.- 10.7.3. „Marker“.- III. Kapitel Spezielle Methoden zur Untersuchung von Biomembranen.- 1. Einleitung.- 2. Biochemische Methoden.- 2.1. Solubilisierung von Membranen.- 2.1.1. Variation der Ionenzusammensetzung.- 2.1.2. Detergentien.- 2.1.2.1. Chromatographie.- 2.1.2.2. Ultrazentrifugation.- 2.1.2.3. Polyacrylamid-Gelektrophorese.- 2.1.3. Organische Lösungsmittel.- 2.2. Die Verwendung von Proteasen zum Studium der Membranstruktur.- 2.3. „Labelling“-Techniken zum Studium der molekularen Organisation von Membranproteinen.- 2.3.1. Nicht permeable „labels“.- 2.3.2. Makromolekulare „labels“.- 2.3.3. Enzymatisches „labelling“.- 2.3.4. Lokalisierbare permeable Reagentien.- 2.3.5. „Labelling“ mit radioaktiven Substraten.- 3. Spektroskopische Methoden.- 3.1. Einleitung.- 3.2. Techniken, die Signale verwenden, die von Membranbestandteilen ausgehen.- 3.2.1. Infrarot-Spektroskopie (IR).- 3.2.2. Magnetische Kernresonanz (NMR).- 3.2.3. Optische Aktivität. Zirkulardichroismus (=CD); optische Rotationsdispersion (= ORD).- 3.3. „Probes“.- 3.3.1. Prinzip der Methode.- 3.3.2. Elektronenenspin-Resonanz (ESR) und „spin labels“.- 3.3.2.1. Einleitung.- 3.3.2.2. Lokalisation.- 3.3.3. NMR-„probes“.- 3.3.4. Fluoreszierende „probes“.- 4. Schlußbemerkung.- IV. Kapitel Genetik tierischer Plasmamembranen.- 1. Einleitung.- 2. Antigene.- 2.1. Blutgruppenantigene.- 2.2. Histokompatibilitätsantigene.- 2.2.1. Biologische Genetik.- 2.2.2. Biochemie der Histokompatibilitätsantigene.- 2.3. Antigene Derepression.- 2.3.1. „Kryptische“ Antigene.- 2.3.2. Antigene Veränderungen während der Differenzierung.- 2.4. Tumorantigene.- 2.4.1. Tumoren, die nicht durch Viren induziert sind.- 2.4.2. Virus-induzierte Tumoren.- 2.5. Zell-Hybridisierung.- 3. Funktion.- 3.1. Permeabilität.- 3.2. Transport.- 4. Zusammensetzung.- 5. Oberflächenorganisation.- 6. Abnorme Myelinisierung.- V. Kapitel Membranmodelle und Modellmembranen.- 1. Membranmodelle.- 1.1. Einleitung.- 1.2. Das „paucimolekulare“ Modell.- 1.3. Überblick über die Struktur-Modelle.- 1.4. Dynamische Modelle.- 1.4.1. Einleitung.- 1.4.2. Indirekte Koppelung am Beispiel des AdenylzyklaseZyklus.- 1.4.3. Die Theorie des kooperativen Gitters von der CHANGEUX’schen Arbeitsgruppe.- 1.4.4. Konformations-Übergänge in der Membran.- 1.4.4.1. Wachstumshormon.- 1.4.4.2. Insulin.- 1.4.5. Elektrisch erregbare Membranen.- 1.4.5.1. Chemische Reizung.- 1.4.5.2. Elektrische Reizung.- 1.4.5.3. Transport und Kooperativität.- 1.4.6. Kodierung der Membran-Oberfläche.- 2. Modellmembranen.- VI. Kapitel Biologie und Pathologie der Plasmamembranen.- 1. Einleitung.- 2. Neoplasien.- 2.1. Einleitung.- 2.2. Morphologie der Membranen.- 2.3. Zell-Kontakt.- 2.3.1. Zelluläre Adhäsion.- 2.3.2. Kontakthemmung der Bewegung.- 2.3.3. Kontakthemmung des Wachstums.- 2.3.4. Elektrische Koppelung und Ionenaustausch.- 2.3.5. Zellfusion.- 2.4. Oberflächenladung.- 2.4.1. Elektrophorese.- 2.4.2. Spezifische ionogene Gruppen.- 2.5. „Undichtigkeit“ der Plasmamembran.- 2.6. Immunologische Veränderungen.- 2.6.1. Neue Antigene.- 2.6.2. Embryonale Antigene.- 2.6.3. „Demaskierung“ und Veränderung der Agglutination.- 2.6.4. Verlust von Antigenen.- 2.7. Wachstumshemmung.- 2.8. Transport.- 2.8.1. Zuckertransport.- 2.8.2. Aminosäuretransport.- 2.9. Schlußbemerkung.- 3. Membranaspekte der Immunologie.- 3.1. Einleitung.- 3.2. Zelluläre immunologische Individualität.- 3.3. Antigen-Erkennung.- 3.4. Komplement.- 3.5. Zell-vermittelte Cytotoxizität.- 4. Toxische Metalle.- 4.1. Einleitung.- 4.2. Die Wirkung toxischer Metalle auf die Oberflächenladung.- 4.2.1. Elektrophorese.- 4.2.2. Agglutination.- 4.2.3. Spezifische Effekte einzelner Metalle.- 4.2.3.1. Quecksilber.- 4.2.3.2. Blei.- 4.2.3.3. Kupfer.- 4.2.3.4. Thallium.- 4.2.3.5. Platin.- 4.2.3.6. Uran.- 5. Veränderungen der menschlichen Erythrocytenmembran infolge Hämoglobinmutanten.- 5.1. Einleitung.- 5.2. Sichelzell-Hämoglobin (Hb S).- 5.3. Hämolyse infolge „instabiler“ Hämoglobine.- 5.4. Hb Köln.- 6. Intrazelluläre Parasiten.- 6.1. Einleitung.- 6.2. Passiver Eintritt.- 6.3. Penetration von Plasmodium in Erythrocyten.- 6.4. Der Eintritt von Toxoplasma in die Zelle.- 6.5. Zusätzliche Membraneffekte.- 6.5.1. Transport.- 6.5.2. Lipidgehalt infizierter Erythrocyten.- 6.6. Schlußbemerkung.- 7. Membranveränderungen infolge von Strahlungen..- 7.1. Einleitung.- 7.2. Strahlenchemie des Wassers.- 7.3. Die Wirkung ionisierender Strahlungen auf Proteine.- 7.4. Die Wirkung ionisierender Strahlungen auf Lipide.- 7.5. Künstliche Lipid-Membranen.- 7.6. Radiolyse von Zuckern.- 7.7. „Schwache“ Bindungen.- 7.8. Strahlungswirkungen auf Membranpermeabilität und Transport.- 7.9. Die Wirkung ionisierender Strahlungen auf die Nervenleitung.- 7.10. Strahlungseffekte auf Membran-SH-Gruppen.- 7.11. Der Einfluß von H2O2.- 7.12. Pleiotropische Membranveränderungen durch ionisierende Strahlungen.- 7.13. Schlußbemerkung.- 8. Transportdefekte.- 8.1. Einleitung.- 8.2. Genetik.- 8.2.1. Defekte im Aminosäuretransport.- 8.2.2. Geschädigte renale Wasserresorption; hereditäter Diabetes insipidus.- 8.2.3. Defekter Glukosetransport; renale Glukosurie.- 8.2.4. Verminderte renale H+-Resorption; renale Acidurie.- 8.2.5. Hypohosphatämie mit hereditärer Vitamin D-resistenter Rachitis.- 8.2.6. Cystische Fibrose.- 8.2.7. Fanconi-Syndrom.- 8.2.8. Hereditäre Sphärocytose.- 8.3. Die Wirkung bakterieller Toxine.- 8.3.1. Cholera.- 8.3.2. Botulismus.- 8.3.3. Tetanus.- Literatur.