Основы биохимической инженерии Часть 1 - Бейли Дж., Оллис Д. 1989

Стехиометрия и энергетика метаболических превращений
Транспорт через клеточные мембраны

Нормальная жизнедеятельность клетки возможна только при условии регулируемого транспорта ионов и молекул между клеткой и средой. Клеточные мембраны обладают селективной проницаемостью по отношению к различным компонентам и составным частям клетки и тем самым регулируют транспортные процессы, выполняющие ряд важных функций. Во-первых, благодаря процессам транспорта pH и состав внутриклеточной среды поддерживаются на одном уровне в достаточно узком диапазоне, обеспечивающем необходимую активность ферментов. Кроме того, мембранный транспорт регулирует объем клетки, обеспечивает доступ и нужную концентрацию питательных веществ, удаление токсичных соединений.

Известны по меньшей мере три способа транспорта через клеточные мембраны: пассивная диффузия, сопряженный транспорт и активный транспорт. Независимо от механизма способность данной мембраны транспортировать данный субстрат часто выражают как проницаемость мембраны К, которую рассчитывают по уравнению

где V — объем клетки; А — наружная поверхность клетки; с_е — наружная концентрация субстрата; с_і0 — начальная внутриклеточная концентрация субстрата; с_і(t) —внутриклеточная концентрация субстрата через время t. Из уравнения (5.40) следует, что проницаемость имеет ту же размерность, что и скорость (сантиметров в секунду). Как мы увидим далее в ходе решения упражнений, лежащие в основе этого уравнения допущения ограничивают его применимость.