Membrantransportørproteiner fungerer og typer

Det membrantransportører er integrerede membranproteiner, der er specialiseret i at udføre den specifikke transport af ioner og små vandopløselige molekyler til begge sider af cellemembraner.

Da disse molekyler ikke alene kan krydse det hydrofobe hjerte i lipid-dobbeltlag, tillader disse proteiner cellen at: opretholde differentieret definerede miljøer, indtage næringsstoffer, udskille affaldsprodukter ved stofskifte og regulere koncentrationer af ioner og molekyler..

Transporterproteiner er blevet klassificeret i to store grupper: kanaler og transportører. Transportører binder specifikt det molekyle, der skal transporteres, og gennemgår konformationsændringer for at kunne mobilisere dem. Til gengæld binder kanalerne ikke molekyler, men danner snarere en tunnel, hvorfra de bevæger sig frit, simpelthen udelukket af deres molekylære radius..

Ud over denne klassificering er der andre, der tager højde for mængden af ​​molekyler, der skal transporteres, den retning, de transporteres i, afhængigheden af ​​eller ikke af energi og den energikilde, de bruger..

Artikelindeks

• 1 Transport over cellemembranen
• 2 Funktioner af membrantransportører
• 3 Typer af membrantransportørproteiner
  • 3.1 Kanalproteiner
  • 3.2 Transportbånd
• 4 typer transportbånd
  • 4.1 - Passive lette transportbånd
  • 4.2 - Aktive lette transportører
• 5 Referencer

Transport over cellemembranen

Syntesen af ​​en membran var den endelige evolutionære begivenhed, der gav anledning til celler.

Absolut alle cellemembraner er barrierer, der modsætter sig fri passage af ioner og molekyler ind i og ud af celler. De skal dog tillade indrejse af dem, der er vigtige for deres drift, såvel som udgangen af ​​affald.

Derfor udføres handel med molekyler i begge retninger selektivt. Det vil sige, cellen beslutter, hvem der skal slippe ind eller ud af det og på hvilket tidspunkt.

For at opnå dette bruger den eksistensen af ​​specialiserede transmembranproteiner, der fungerer som kanaler eller gateways, kaldet membrantransportører..

Cirka 20% af generne i en celle koder for disse membrantransportørproteiner. Dette giver os en idé om relevansen, som transport har for cellefunktion..

I denne forstand er undersøgelsen af ​​disse proteiner af stor betydning både i identifikationen af ​​kemoterapeutiske mål såvel som mulige transportmidler for lægemidler til målceller..

Funktioner af membrantransportører

Celletransportører er ansvarlige for at overføre opløste stoffer af organisk og uorganisk natur gennem cellemembraner..

Denne overførsel udføres kun specifikt på de øjeblikke, hvor cellen har brug for det for at:

- Oprethold cellulære elektrokemiske gradienter, der er væsentlige for udførelsen af ​​vitale funktioner såsom produktion af energi, som kræves af cellen, og reaktionen på stimuli i spændende membraner.

- Tag den nødvendige makro og mikronæringsstoffer til at forsyne cellen med de monomerer, der vil udgøre skeletterne i dens bestandige makromolekyler (nukleinsyrer, proteiner, kulhydrater og lipider).

- Svar på stimuli og deltag derfor i cellesignaliseringsprocesser.

Typer af membrantransportørproteiner

Membrantransportører er klassificeret efter den transporttype, de udfører i to brede kategorier: kanaler og transportører..

Kanalproteiner

Kanalproteiner medierer den passive transport af vandmolekyler såvel som forskellige specifikke typer ioner. Denne type transport kræver ikke, at der udføres energi og forekommer spontant til fordel for koncentrationsgradienten af ​​det molekyle, der skal transporteres..

Navnet på kanaler skyldes, at strukturen, som disse proteiner erhverver, ligner en tunnel, gennem hvilken samtidig passage af adskillige molekyler, der vælges ud fra deres molekylære radius, finder sted. Det er af denne grund, at disse transportører kan betragtes som en molekylsigte..

Funktionerne forbundet med disse transportører inkluderer oprettelse, vedligeholdelse og afbrydelse af elektrokemiske gradienter på tværs af cellemembraner..

Imidlertid veksler mange andre kanaler mellem åbne og lukkede tilstande som reaktion på ankomsten eller fjernelsen af ​​visse stimuli..

Nævnte stimuli kan være af elektrisk art i spændingsafhængige kanaler, kemiske i ligandafhængige kanaler eller fysiske i kanaler, der reagerer på mekaniske ændringer såsom stress eller belastning..

Transportbånd

Transporterproteiner kaldes også bærere eller permeaser. De bruger elektrokemiske gradienter til at udføre transport til den ene eller den anden side af membranen.

Denne type transportørproteiner kan formidle to typer transport. Den lette passive transport af et molekyle i en enkelt retning og til fordel for en koncentrationsgradient eller cotransport af to forskellige molekyler.

Til gengæld udføres cotransport i samme retning af symporter og i modsat retning af antikarrierer..

På den anden side tillader transportører, i modsætning til kanaler, som tillader samtidig passage af mange molekyler gennem dem, kun den begrænsede og specifikke passage af et bestemt antal molekyler. For at sikre dette præsenterer de specifikke bindingssteder.

I dette tilfælde gennemgår sidstnævnte en konformationsændring, når først molekylets binding til transportøren forekommer, der udsætter bindingsstedet til den anden side af membranen og derved favoriserer transport..

Denne afhængighed af en strukturel ændring i bærerproteiner nedsætter den hastighed, hvormed molekyler transporteres..

Typer af transportbånd

Baseret på afhængigheden af ​​eller ikke af energi til at udføre transporten, kan transportørproteiner klassificeres i: passive facilitatortransportører og aktive transportører.

- Passive lette transportbånd

Passive lette transportører kræver ikke tilførsel af energi og udfører transport af molekyler fra en zone med høj koncentration til en med lav koncentration..

- Aktive lette transportører

I modsætning hertil kræver aktive transportører energiindgang for at flytte stoffer mod deres koncentrationsgradient. Denne mekanisme reagerer på en aktiv transportproces.

Primære transportbånd (pumper)

Pumperne udfører transport af ioner og molekyler til det intracellulære og ekstracellulære medium ved hjælp af en primær aktiv transportmekanisme.

Det vil sige, de bruger energien fra ATP-hydrolyse til at gøre "opadgående bevægelse af ioner og molekyler" til en energisk gunstig proces..

En af funktionerne forbundet med denne type transportør er dannelsen af ​​det indre sure medium, der er karakteristisk for lysosomerne fra dyreceller, af vakuolerne af planteceller og af mavelumen..

Sekundære aktive transportører

Disse transportører udnytter den energi, der frigives under cotransporten af ​​en ion til fordel for dens elektrokemiske gradient for at være i stand til at transportere et andet molekyle mod dets koncentrationsgradient. Med andre ord udfører de den sekundære aktive transport af molekyler..

Referencer

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. 2002. Molecular Biology of the Cell, 4. udgave. New York: Garland Science.
2. Bennetts HS. Begreberne membranflow og membranvesikulation som mekanismer til aktiv transport og ionpumpning. J BiophysBiochemCytol. 1956; 25: 2 (4 Suppl): 99-103.
3. Oparin AI, Deborin GA. Model for aktiv transport af protein gennem lipidmembranen. Ukr Biokhim Zh. 1965; 37 (5): 761-768.
4. Schneider M, Windbergs M, Daum N, Loretz B, Collnot EM, Hansen S, Schaefer UF, Lehr CM. Kryds af biologiske barrierer for avanceret lægemiddelafgivelse. Eur J Pharm Biopharm. 2013; 84: 239-241.
5. Seeger MA. Membrantransportforskning i tider med utallige strukturer. Biochim Biophys Acta Biomembr. 2018; 1860 (4): 804-808.
6. Volpe DA. Transporterassays er nyttige in vitro-værktøjer til opdagelse og udvikling af lægemidler. Ekspertopin Drug Discov. 2016; 11 (1): 91-103.
7. Wang F, Wang Y, ZhangX, Zhang W, Guo S, Jin F. Nylige fremskridt med celleindtrængende peptider som nye bærere til levering af intracellulær gods. J Kontrol frigivelse. 2014; 174: 126-136.