Membrantransportørproteiner funksjoner og typer

De membrantransportører er integrerte membranproteiner spesialisert i å utføre den spesifikke transporten av ioner og små vannløselige molekyler til begge sider av cellemembranene.

Siden disse molekylene ikke på egen hånd kan krysse det hydrofobe hjertet av lipiddobbelag, tillater disse proteinene cellen å: opprettholde differensielt definerte miljøer, innta næringsstoffer, skille ut avfallsprodukter fra stoffskiftet og regulere konsentrasjoner av ioner og molekyler..

Transporterproteiner er klassifisert i to store grupper: kanaler og transportører. Transportører binder spesifikt molekylet som skal transporteres og gjennomgår konformasjonsendringer for å kunne mobilisere dem. I sin tur binder ikke kanalene molekyler, men danner snarere en tunnel som de beveger seg fritt fra, ganske enkelt ekskludert av deres molekylære radius..

I tillegg til denne klassifiseringen, er det andre som tar hensyn til mengden molekyler som skal transporteres, retningen de transporteres i, avhengigheten av eller ikke av energi og energikilden de bruker..

Artikkelindeks

• 1 Transport over cellemembranen
• 2 Funksjoner til membrantransportører
• 3 Typer av membrantransportørproteiner
  • 3.1 Kanalproteiner
  • 3.2 Transportbånd
• 4 Typer transportbånd
  • 4.1 - Passive tilretteleggende transportører
  • 4.2 - Aktive tilretteleggende transportører
• 5 Referanser

Transport over cellemembranen

Syntesen av en membran var den siste evolusjonære hendelsen som ga opphav til celler.

Absolutt alle cellemembraner er barrierer som motarbeider fri passering av ioner og molekyler inn og ut av celler. Imidlertid må de tillate innføring av de som er viktige for deres drift, samt for avgang fra avfall.

Derfor blir handel med molekyler i begge retninger utført selektivt. Det vil si at cellen bestemmer hvem som skal slippe inn eller ut av den og på hvilket tidspunkt.

For å oppnå dette bruker den eksistensen av spesialiserte transmembrane proteiner som fungerer som kanaler eller gateways, kalt membrantransportører..

Cirka 20% av genene i en cellekode for disse membrantransportørproteinene. Dette gir oss en ide om hvilken relevans transport har for cellefunksjon..

I denne forstand er studiet av disse proteinene av stor betydning både i identifiseringen av kjemoterapeutiske mål, så vel som mulig transportmiddel for medisiner inn i målceller..

Funksjoner til membrantransportører

Mobiltransportører er ansvarlige for å overføre oppløste stoffer av organisk og uorganisk natur gjennom cellemembraner..

Denne overføringen utføres spesifikt bare i øyeblikket når cellen trenger det for å:

- Opprettholde cellulære elektrokjemiske gradienter, essensielle for utførelsen av vitale funksjoner som produksjon av energi som kreves av cellen og responsen på stimuli i spennende membraner.

- Ta makroen og mikronæringsstoffene som er nødvendige for å gi cellen monomerer som vil utgjøre skjelettene til dens bestandige makromolekyler (nukleinsyrer, proteiner, karbohydrater og lipider).

- Svar på stimuli og delta derfor i cellesignaleringsprosesser.

Typer av membrantransportørproteiner

Membrantransportører er klassifisert etter transporttype de utfører i to brede kategorier: kanaler og transportører..

Kanalproteiner

Kanalproteiner formidler passiv transport av vannmolekyler, så vel som forskjellige spesifikke typer ioner. Denne typen transport krever ikke at energi skal utføres og skjer spontant til fordel for konsentrasjonsgradienten til molekylet som skal transporteres..

Navnet på kanaler skyldes at strukturen som disse proteinene tilegner seg ligner en tunnel, gjennom hvilken samtidig passering av mange molekyler som er valgt ut fra deres molekylære radius, oppstår. Det er av denne grunn at disse transportørene kan betraktes som en molekylsikt..

Funksjonene knyttet til disse transportørene inkluderer dannelse, vedlikehold og forstyrrelse av elektrokjemiske gradienter over cellemembraner..

Imidlertid veksler mange andre kanaler mellom åpne og lukkede tilstander som svar på ankomst eller fjerning av visse stimuli..

Nevnte stimuli kan være av elektrisk art i spenningsavhengige kanaler, kjemiske i ligandavhengige kanaler, eller fysiske i kanaler som reagerer på mekaniske endringer som stress eller belastning..

Transportører

Transporterproteiner kalles også bærere eller permeaser. De bruker elektrokjemiske gradienter for å utføre transport til den ene eller andre siden av membranen.

Denne typen transportørproteiner kan formidle to typer transport. Den lette passive transporten av et molekyl i en enkelt retning og til fordel for en konsentrasjonsgradient eller cotransport av to forskjellige molekyler.

I sin tur blir cotransport i samme retning utført av symporter og i motsatt retning av antikarrierer..

På den annen side, i motsetning til kanaler, som tillater samtidig passering av mange molekyler gjennom dem, tillater transportører bare begrenset og spesifikk passering av et visst antall molekyler. For å sikre dette presenterer de spesifikke bindingssteder.

I dette tilfellet gjennomgår den sistnevnte en konformasjonsendring når bindingen av molekylet til transportøren skjer, og eksponerer bindingsstedet til den andre siden av membranen, og favoriserer dermed transport..

Denne avhengigheten av en strukturell endring i bærerproteiner reduserer hastigheten som molekyler transporteres på..

Typer transportbånd

Basert på avhengighet eller ikke av energi for å utføre transporten, kan transportørproteinene klassifiseres i: passive tilrettelegger-transportører og aktive transportører.

- Passive tilretteleggende transportører

Passive tilretteleggende transportører krever ikke tilførsel av energi og utfører transport av molekyler fra en sone med høy konsentrasjon til en med lav konsentrasjon..

- Aktive tilretteleggende transportører

I motsetning til dette krever aktive transportører energiinngang for å flytte stoffer mot konsentrasjonsgradienten. Denne mekanismen reagerer på en aktiv transportprosess.

Primære transportbånd (pumper)

Pumpene utfører transport av ioner og molekyler til det intracellulære og ekstracellulære mediet, ved hjelp av en primær aktiv transportmekanisme.

Det vil si at de bruker energien fra ATP-hydrolyse for å gjøre "oppoverbakkebevegelse av ioner og molekyler" til en energisk gunstig prosess..

En av funksjonene assosiert med denne typen transportør er generering av det indre sure mediet som er karakteristisk for lysosomene fra dyreceller, av vakuolene til planteceller og av magelumenet..

Sekundære aktive transportører

Disse transportørene utnytter energien som frigjøres under cotransport av et ion til fordel for dets elektrokjemiske gradient for å kunne transportere et annet molekyl mot sin konsentrasjonsgradient. Med andre ord utfører de sekundær aktiv transport av molekyler..

Referanser

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. 2002. Molecular Biology of the Cell, 4. utgave. New York: Garland Science.
2. Bennetts HS. Begrepene membranstrømning og membranvesikulering som mekanismer for aktiv transport og ionepumping. J BiophysBiochemCytol. 1956; 25: 2 (4 Suppl): 99-103.
3. Oparin AI, Deborin GA. Modell for aktiv transport av protein gjennom 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. Kryssing av biologiske barrierer for avansert medikamentlevering. 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. Transporteranalyser som nyttige in vitro-verktøy for oppdagelse og utvikling av medikamenter. Ekspert Opin Drug Discov. 2016; 11 (1): 91-103.
7. Wang F, Wang Y, ZhangX, Zhang W, Guo S, Jin F. Nylig fremgang av cellegjennomtrengende peptider som nye bærere for intracellulær lastlevering. J Kontrollutgivelse. 2014; 174: 126-136.