Membrantransportörproteiner fungerar och -typer

De membrantransportörer är integrerade membranproteiner specialiserade på att utföra den specifika transporten av joner och små vattenlösliga molekyler till båda sidor av cellmembran.

Eftersom dessa molekyler inte på egen hand kan korsa det hydrofoba hjärtat av lipid-dubbelskikt, tillåter dessa proteiner cellen att: upprätthålla differentierat definierade miljöer, inta näringsämnen, utsöndra avfallsprodukter från ämnesomsättningen och reglera koncentrationer av joner och molekyler..

Transporterproteiner har klassificerats i två stora grupper: kanaler och transportörer. Transportörer binder specifikt molekylen som ska transporteras och genomgår konformationsförändringar för att kunna mobilisera dem. I sin tur binder inte kanalerna molekyler utan bildar snarare en tunnel från vilken de färdas fritt, helt enkelt uteslutna av sin molekylära radie..

Förutom denna klassificering finns det andra som tar hänsyn till mängden molekyler som ska transporteras, i vilken riktning de transporteras, beroende eller inte av energi och energikällan de använder..

Artikelindex

• 1 Transport över cellmembranet
• 2 Funktioner hos membrantransportörer
• 3 Typer av membrantransportörproteiner
  • 3.1 Kanalproteiner
  • 3.2 Transportörer
• 4 Typer av transportörer
  • 4.1 - Passiva underlättande transportörer
  • 4.2 - Aktivt underlättande transportör
• 5 Referenser

Transport över cellmembranet

Syntesen av ett membran var den sista evolutionära händelsen som gav upphov till celler.

Absolut alla cellmembran är barriärer som motsätter sig fri passage av joner och molekyler in i och ut ur celler. De måste dock tillåta att de som är livsviktiga för deras verksamhet och utsläpp av avfall kan komma in.

Därför utförs handeln med molekyler i båda riktningarna selektivt. Det vill säga, cellen bestämmer vem som ska släppas in eller ut ur den och vid vilken tidpunkt.

För att uppnå detta använder den förekomsten av specialiserade transmembranproteiner som fungerar som kanaler eller gateways, så kallade membrantransportörer..

Cirka 20% av generna i en cellkod för dessa membrantransportörproteiner. Detta ger oss en uppfattning om relevansen som transport har för cellfunktionen..

I denna mening är studien av dessa proteiner av stor betydelse både vid identifiering av kemoterapeutiska mål, såväl som möjliga transportmedel för läkemedel till målceller..

Funktioner hos membrantransportörer

Mobiltransportörer är ansvariga för att överföra lösta ämnen av organisk och oorganisk natur genom cellmembran..

Denna överföring utförs specifikt bara vid de tillfällen när cellen behöver det för att:

- Upprätthålla cellulära elektrokemiska gradienter, väsentliga för att utföra vitala funktioner såsom produktion av energi som efterfrågas av cellen och svaret på stimuli i exciterande membran.

- Ta makro- och mikronäringsämnena som är nödvändiga för att förse cellen med de monomerer som kommer att utgöra skelett av dess bestående makromolekyler (nukleinsyror, proteiner, kolhydrater och lipider).

- Svara på stimuli och delta därför i cellsignaleringsprocesser.

Typer av membrantransportörproteiner

Membrantransportörer har klassificerats efter transporttyp i två breda kategorier: kanaler och transportörer..

Kanalproteiner

Kanalproteiner förmedlar passiv transport av vattenmolekyler, liksom olika specifika typer av joner. Denna typ av transport kräver inte att energi ska genomföras och sker spontant till förmån för koncentrationsgradienten för den molekyl som ska transporteras..

Kanalernas namn beror på det faktum att strukturen som dessa proteiner förvärvar liknar en tunnel, genom vilken samtidig passage av många molekyler som väljs baserat på deras molekylradie sker. Det är av denna anledning som dessa transportörer kan betraktas som en molekylsikt..

Funktionerna associerade med dessa transportörer inkluderar skapande, underhåll och störning av elektrokemiska gradienter över cellmembran..

Men många andra kanaler växlar mellan öppna och slutna tillstånd som svar på ankomsten eller avlägsnandet av vissa stimuli..

Nämnda stimuli kan vara av elektrisk natur i spänningsberoende kanaler, kemiska i ligandberoende kanaler eller fysiska i kanaler som svarar på mekaniska förändringar såsom stress eller påfrestning..

Transportörer

Transporterproteiner kallas också bärare eller permeaser. De använder elektrokemiska lutningar för att utföra transport till den ena eller andra sidan av membranet.

Denna typ av transportproteiner kan förmedla två typer av transport. Den underlättade passiva transporten av en molekyl i en enda riktning och till förmån för en koncentrationsgradient eller samtransport av två olika molekyler.

I sin tur utförs samtransporten i samma riktning av symporter och i motsatta riktningar av antikärror..

Å andra sidan, till skillnad från kanaler, som tillåter samtidig passage av många molekyler genom dem, tillåter transportörer endast en begränsad och specifik passage av ett visst antal molekyler. För att säkerställa detta presenterar de specifika bindningssidor.

I det här fallet, när molekylens bindning till transportören inträffar, genomgår den senare en konformationsförändring som exponerar bindningsstället till den andra sidan av membranet, vilket gynnar transport..

Detta beroende av en strukturell förändring i bärarproteiner minskar hastigheten med vilken molekyler transporteras..

Typer av transportörer

Baserat på beroende eller inte av energi för att utföra transporten, kan transportproteinerna klassificeras i: passiva transportörer och aktiva transportörer.

- Passiva underlättande transportörer

Passiva underlättande transportörer kräver inte energitillförsel och utför transport av molekyler från en zon med hög koncentration till en med låg koncentration..

- Aktiva underlättande transportörer

Däremot kräver aktiva transportörer energiintag för att flytta ämnen mot deras koncentrationsgradient. Denna mekanism svarar på en aktiv transportprocess.

Primära transportörer (pumpar)

Pumparna utför transport av joner och molekyler till det intracellulära och extracellulära mediet med en primär aktiv transportmekanism.

Det vill säga, de använder energin från ATP-hydrolys för att göra "uppåtgående rörelse av joner och molekyler" till en energiskt gynnsam process..

En av funktionerna som är associerade med denna typ av transportör är alstringen av det inre sura mediet som är karakteristiskt för lysosomerna från djurceller, av vakuolerna av växtceller och av magens lumen..

Sekundära aktiva transportörer

Dessa transportörer utnyttjar den energi som frigörs under samtransporten av en jon till förmån för dess elektrokemiska gradient för att kunna transportera en annan molekyl mot dess koncentrationsgradient. Med andra ord utför de sekundär aktiv transport av molekyler..

Referenser

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. 2002. Molecular Biology of the Cell, 4: e upplagan. New York: Garland Science.
2. Bennetts HS. Begreppen membranflöde och membranvesikulation som mekanismer för aktiv transport och jonpumpning. J BiophysBiochemCytol. 1956; 25: 2 (4 tillägg): 99-103.
3. Oparin AI, Deborin GA. Modell för aktiv transport av protein genom lipidmembranet. 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. Korsning av biologiska barriärer för avancerad läkemedelsleverans. Eur J Pharm Biopharm. 2013; 84: 239-241.
5. Seeger MA. Membrantransportforskning i tider av otaliga strukturer. Biochim Biophys Acta Biomembr. 2018; 1860 (4): 804-808.
6. Volpe DA. Transporteranalyser som användbara in vitro-verktyg vid upptäckt och utveckling av läkemedel. Expert Opin Drug Discov. 2016; 11 (1): 91-103.
7. Wang F, Wang Y, ZhangX, Zhang W, Guo S, Jin F. Nyligen framsteg för cellgenomträngande peptider som nya bärare för leverans av intracellulär last. J Control Release. 2014; 174: 126-136.