Vlastnosti, typy a funkce mikrosomů

The mikrosomy jsou to fragmenty membrán, které tvoří malé, uzavřené vezikuly. Tyto struktury pocházejí z reorganizace uvedených fragmentů, obvykle pocházejí z endoplazmatického retikula po homogenizaci buněk. Vezikuly mohou být kombinace membrán zprava ven, zevnitř ven, nebo fúzované.

Všimněte si, že mikrozomy jsou artefakty, které se objevují díky procesu homogenizace buněk a vytvářejí různé a složité umělé struktury. Teoreticky se mikrozomy nenacházejí jako normální prvky živých buněk.

Vnitřek mikrosomu je variabilní. V lipidové struktuře mohou být různé proteiny - které spolu nesouvisí -. Mohou také mít proteiny připojené k vnějšímu povrchu.

V literatuře vyniká termín „jaterní mikrosom“, který odkazuje na struktury tvořené jaterními buňkami, odpovědnými za důležité metabolické transformace a související s enzymatickým aparátem endoplazmatického retikula.

Jaterní mikrosomy byly dlouho modely pro experimenty in vitro farmaceutického průmyslu. Tyto malé vezikuly jsou vhodnou strukturou pro provádění experimentů s metabolizmem léčiv, protože v nich obsahují enzymy zapojené do procesu, včetně CYP a UGT..

Rejstřík článků

• 1 Historie
• 2 Funkce
  • 2.1 Složení
  • 2.2 Sedimentace při centrifugaci
• 3 typy
• 4 funkce
  • 4.1 V buňce
  • 4.2 Ve farmaceutickém průmyslu
• 5 Reference

Příběh

Mikrosomy byly pozorovány po dlouhou dobu. Termín vytvořil vědec z Francie jménem Claude, když sledoval konečné produkty centrifugace jaterní hmoty..

V polovině 60. let výzkumník Siekevitz po provedení procesu buněčné homogenizace spojil mikrosomy se zbytky endoplazmatického retikula..

Vlastnosti

V buněčné biologii je mikrosom vezikul tvořený membránami z endoplazmatického retikula.

Během rutinního ošetření buněk prováděného v laboratoři praskly eukaryotické buňky a přebytečné membrány se znovu shlukovaly do vezikul, což vedlo k vzniku mikrosomů..

Velikost těchto vezikulárních nebo tubulárních struktur je v rozmezí 50 až 300 nanometrů.

Mikrozomy jsou laboratorní artefakty. Proto v živé buňce a za normálních fyziologických podmínek tyto struktury nenajdeme. Jiní autoři zase zaručují, že nejde o artefakty a že jsou to skutečné organely přítomné v intaktních buňkách (více viz Davidson & Adams, 1980).

Složení

Membránové složení

Strukturálně jsou mikrosomy identické s membránou endoplazmatického retikula. Uvnitř buňky je síť membrán retikula tak rozsáhlá, že tvoří více než polovinu všech celkových membrán buňky.

Retikulum je tvořeno řadou tubulů a vaků zvaných cisterny, které jsou obě tvořeny membránami..

Tento membránový systém tvoří souvislou strukturu s membránou buněčného jádra. Lze rozlišit dva typy v závislosti na přítomnosti nebo nepřítomnosti ribozomů: hladké a drsné endoplazmatické retikulum. Pokud jsou mikrozomy ošetřeny určitými enzymy, mohou se ribozomy odlomit.

Vnitřní složení

Mikrozomy jsou bohaté na různé enzymy, které se obvykle nacházejí v hladkém endoplazmatickém retikulu jater..

Jedním z nich je enzym cytochrom P450 (zkráceně CYP). Tento katalytický protein používá jako substráty širokou řadu molekul.

CYP jsou součástí řetězce pro přenos elektronů a díky jeho nejběžnějším reakcím se nazývá monooxygenáza, kde vloží atom kyslíku do organického substrátu a zbývající atom kyslíku (používá molekulární kyslík, O2) se redukuje na vodu.

Mikrozomy jsou také bohaté na další membránové proteiny, jako je UGT (uridindifosfát-glukuronyltransferáza) a FMO (rodina monooxygenázových proteinů obsahujících flavin). Kromě toho obsahují kromě jiných proteinů esterázy, amidázy, epoxidové hydrolázy..

Sedimentace při centrifugaci

V biologických laboratořích existuje rutinní technika zvaná centrifugace. V tomto případě lze pevné látky oddělit pomocí různých hustot složek směsi jako diskriminační vlastnosti..

Když jsou buňky centrifugovány, různé složky se oddělí a vysrážejí (tj. Sestupují ke spodní části zkumavky) v různých časech a při různých rychlostech. Toto je metoda, která se použije, když chcete vyčistit konkrétní buněčnou složku.

Při centrifugaci intaktních buněk jsou prvními, které sedimentují nebo vysráží, nejtěžší prvky: jádra a mitochondrie. K tomu dochází při méně než 10 000 gravitacích (rychlosti v odstředivkách jsou kvantifikovány v gravitacích). Mikrosomy usazují, když se používají mnohem vyšší rychlosti, řádově 100 000 gravitací.

Typy

Dnes se termín mikrosom používá v širokém smyslu k označení jakéhokoli váčku vytvořeného díky přítomnosti membrán, ať už jde o mitochondrie, Golgiho aparát nebo buněčnou membránu jako takovou..

Vědci však nejvíce využívají mikrosomy jater, a to díky enzymatickému složení vnitřku. Proto jsou v literatuře nejcitovanějšími typy mikrosomů..

Funkce

V cele

Protože mikrosomy jsou a artefakt vytvořené procesem buněčné homogenizace, to znamená, že nejsou prvky, které běžně nacházíme v buňce, nemají přidruženou funkci. Ve farmaceutickém průmyslu však mají důležité aplikace.. 

Ve farmaceutickém průmyslu

Ve farmaceutickém průmyslu jsou mikrosomy široce používány při objevování léků. Mikrozomy umožňují jednoduché studium metabolismu sloučenin, které chce výzkumník vyhodnotit.

Tyto umělé vezikuly lze zakoupit v mnoha biotechnologických továrnách, které je získávají pomocí diferenciální centrifugace. Během tohoto procesu se na buněčný homogenát aplikují různé rychlosti, což vede k získání vyčištěných mikrozomů..

Enzymy cytochromu P450, které se nacházejí v mikrosomech, jsou odpovědné za první fázi metabolismu xenobiotik. Jedná se o látky, které se přirozeně nevyskytují v živých věcech, a nečekali bychom, že je najdeme přirozeně. Obecně musí být metabolizovány, protože většina z nich je toxická.

Jiné proteiny, které jsou také umístěny uvnitř mikrosomu, například rodina proteinů monooxygenázy, které obsahují flavin, se také podílejí na procesu oxidace xenobiotik a usnadňují jejich vylučování..

Mikrozomy jsou tedy dokonalými biologickými entitami, které umožňují vyhodnocení reakce organismu na určité léky a léky, protože mají enzymatický aparát nezbytný pro metabolismus uvedených exogenních sloučenin..

Reference

1. Davidson, J., & Adams, R. L. P. (1980). Biochemistry of Davidson Nucleic Acids .Obráceně.
2. Faqi, A. S. (vyd.). (2012). Komplexní průvodce toxikologií v předklinickém vývoji léků. Akademický tisk.
3. Fernández, P. L. (2015). Velazquez. Základní a klinická farmakologie (eBook online). Panamerican Medical Ed..
4. Lam, J. L. a Benet, L. Z. (2004). Studie jaterních mikrosomů nestačí k charakterizaci in vivo metabolické clearance v játrech a metabolických lékových interakcí: studie metabolismu digoxinu v hepatocytech primárních potkanů ​​versus mikrozomy. Metabolismus a dispozice léků, 32(11), 1311-1316.
5. Palade, G. E. a Siekevitz, P. (1956). Jaterní mikrosomy; integrovaná morfologická a biochemická studie. Časopis biofyzikální a biochemické cytologie, dva(2), 171-200.
6. Stillwell, W. (2016). Úvod do biologických membrán. Noví.
7. Taylor, J. B. a Triggle, D. J. (2007). Komplexní léčivá chemie II. Elsevier.