MEMBRÁN TRANSZPORTER FEHÉRJÉK: FUNKCIÓK ÉS TÍPUSOK - BIOLÓGIA - 2026

A membrán transzporterek szerves membránfehérjék, amelyek specializálódtak az ionok és a sejtmembránok mindkét oldalán oldódó kis molekulák specifikus transzportjának elvégzéséhez.

Mivel ezek a molekulák önmagukban nem képesek áthaladni a lipid kettős rétegek hidrofób szívében, ezek a fehérjék lehetővé teszik a sejtek számára, hogy: megkülönböztetett körülmények között fenntartja a környezetet, táplálja a tápanyagokat, támogassa az anyagcserék hulladékait, és szabályozza az ionok és molekulák koncentrációját.

Membrán transzporter fehérje. Írta: Emma Dittmar - Saját munka, CC BY-SA 4.0, https: //commons.wikimedia.org/w/index.php? Curid = 64036780

A transzporter fehérjéket két nagy csoportra osztottuk: csatornákat és transzportereket. A transzporterek kifejezetten megkötik a szállítandó molekulát, és konformációs változásokon mennek keresztül, hogy mozgósítsák őket. A csatornák viszont nem kötik a molekulákat, hanem alagutat képeznek, ahonnan szabadon mozognak, egyszerűen kizárva molekuláris sugaraikkal.

Ezen osztályozáson kívül vannak olyanok is, amelyek figyelembe veszik a szállítandó molekulák mennyiségét, a szállítás irányát, az energiától való függést vagy attól, valamint az általuk használt energiaforrástól.

Szállítás a sejtmembránon keresztül

A membrán szintézise volt az utolsó evolúciós esemény, amely a sejteket kiváltotta.

Abszolút minden sejtmembrán akadályt képez, amely megakadályozza az ionok és molekulák szabad áthaladását a sejtekbe és a sejtekből. Ugyanakkor lehetővé kell tenniük működésükhöz nélkülözhetetlen személyek belépését, valamint a hulladékok kilépését.

Ezért a molekulák mindkét irányban történő kereskedelmét szelektíven végzik. Más szavakkal, a cella dönti el, hogy ki és mikor engedi be vagy ki.

Ennek elérése érdekében speciális transzmembrán fehérjék létezését használja fel, amelyek csatornákként vagy átjárókként működnek, membrán transzportereknek.

A sejtek gének körülbelül 20% -a kódolja ezeket a membrán transzporter fehérjéket. Ez képet ad nekünk arról, hogy a szállítás mennyire releváns a sejtek működésére.

Ebben az értelemben ezeknek a fehérjéknek a vizsgálata nagy jelentőséggel bír mind a kemoterápiás célok azonosításában, mind a gyógyszerek lehetséges célsejtekbe történő szállításának lehetséges módjainál.

A membrán transzporterek funkciói

A sejttranszporterek felelősek a szerves és szervetlen oldott anyagok transzferéért a sejtmembránokon keresztül.

Ez az átvitel csak akkor történik meg, amikor a cellának szüksége van rá:

- A sejt elektrokémiai gradienseinek fenntartása, amelyek nélkülözhetetlenek az olyan létfontosságú funkciók ellátásához, mint például a sejt által igényelt energiatermelés és az ingerlékeny membránok ingerjeire adott válasz.

- Vegye ki a makro- és mikrotápanyagokat a tápközegből ahhoz, hogy a sejt megkapja azokat a monomereket, amelyek képezik az alkotó makromolekulák vázát (nukleinsavak, fehérjék, szénhidrátok és lipidek).

- Válaszoljon az ingerekre, és ezért részt vegyen a sejtes jelátviteli folyamatokban.

A membrán transzporter fehérjék típusai

A membránszállítókat az általuk végzett szállítás típusa szerint két nagy kategóriába sorolják: csatornák és szállítók.

A membrán transzporter fehérjék típusai. Szerző: LadyofHats (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], a Wikimedia Commonsból.

Csatornafehérjék

A csatornafehérjék a vízmolekulák passzív szállítását, valamint a különféle típusú ionokat közvetítik. Az ilyen típusú szállítás nem igényel energiát, és spontán módon történik a szállítandó molekula koncentráció-gradiense mellett.

A csatornák neve annak a ténynek köszönhető, hogy a fehérjék által megszerzett szerkezet alagúthoz hasonlít, amelyen keresztül számos molekula egyidejű áthaladása történik, amelyeket a molekula sugara alapján választanak meg. Ez az oka annak, hogy ezeket a transzportereket molekuláris szitának lehet tekinteni.

Az ezekkel a transzporterekkel kapcsolatos funkciók között szerepel az elektrokémiai gradiensek létrehozása, fenntartása és megzavarása a sejtmembránon keresztül.

Számos más csatorna azonban váltakozik a nyitott és a zárt állapotok között, válaszul bizonyos ingerek érkezésére vagy eltávolítására.

Az ilyen ingerek lehetnek elektromos jellegűek a feszültségtől függő csatornákban, kémiai a ligandumfüggő csatornákban, vagy fizikai jellegűek olyan csatornákban, amelyek reagálnak a mechanikai változásokra, például a stresszre vagy a feszültségre.

szállítószalagok

A transzporter fehérjéket vivőnek vagy permeáznak is nevezik. Elektrokémiai gradienseket használnak a membrán egyik vagy másik oldalára történő szállításhoz.

Az ilyen típusú transzporter fehérjék kétféle szállítást közvetíthetnek. Egy molekula megkönnyített passzív szállítása egyetlen irányba és egy koncentráció-gradiens alatt, vagy két különböző molekula ko-transzportja.

Az azonos irányba történő átvitelt viszontirányú szállítók végzik, ellentétes irányban pedig a szállításgátlók.

Másrészt, a csatornáktól eltérően, amelyek lehetővé teszik sok molekula egyidejű átjutását rajtuk, a transzporterek csak bizonyos számú molekula korlátozott és specifikus átjutását teszik lehetővé. Ennek biztosítása érdekében specifikus kötőhelyekkel rendelkeznek.

Ebben az esetben, ha a molekula a transzporterhez kötődik, az utóbbi konformációs változáson megy keresztül, amely a kötőhelyet a membrán másik oldalának teszi ki, ezáltal elősegítve a szállítást.

Ez a hordozófehérjék szerkezeti változásától való függőség lelassítja a molekulák szállításának sebességét.

A szállítószalagok típusai

Az energia függése vagy attól függően, hogy a szállítás elvégzendő-e, a transzporter fehérjéket az alábbiak szerint lehet besorolni: passzív segítő transzporterek és aktív transzporterek.

- Passzív megkönnyítő szállítószalagok

A passzív megkönnyítő transzporterek nem igényelnek energiaellátást, és molekulákat szállítanak a magas koncentrációjú zónából az alacsony koncentrációjú zónába.

- Aktív szállítmányozók segítése

Ezzel szemben az aktív transzportereknek energiára van szükségük ahhoz, hogy az anyagok a koncentráció-gradiensükhöz viszonyuljanak. Ez a mechanizmus reagál az aktív szállítási folyamatra.

Elsődleges szállítószalagok (szivattyúk)

A szivattyúk elsődleges aktív transzport mechanizmus segítségével hajtják végre az ionok és molekulák intracelluláris és extracelluláris közegbe történő szállítását.

Vagyis az ATP hidrolíziséből származó energiát használják arra, hogy az „ionok és molekulák felfelé történő mozgása” energetikailag kedvező folyamattá váljanak.

Az ilyen típusú transzporterek egyik funkciója az állati sejtek lizoszómáira, a növényi sejtek vákuumaira és a gyomor lumenére jellemző belső savas közeg előállítása.

Másodlagos aktív transzporterek

Ezek a transzporterek kihasználják az ionnak az elektrokémiai gradiens mentén történő transzportja során felszabadult energiáját, hogy egy másik molekulát a koncentráció-gradiensükkel szemben szállítsanak. Más szavakkal, molekulák másodlagos aktív szállítását hajtják végre.

Irodalom

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. 2002. A sejt molekuláris biológiája, 4. kiadás. New York: Garland Science.
2. Bennetts HS. A membránáramlás és a membránvezikuláció mint az aktív transzport és az ionszivattyú mechanizmusai. J BiophysBiochemCytol. 1956; 25: 2 (4 készlet): 99-103.
3. Oparin AI, Deborin GA. A fehérje aktív transzportjának modellje a lipidmembránon keresztül. 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. A fejlett gyógyszeradagolás biológiai akadályainak átlépése. Eur J Pharm Biopharm. 2013 84: 239-241.
5. Seeger MA. Membrán transzportőr kutatás számtalan szerkezet idején. Biochim Biophys Acta Biomembr. 2018; 1860 (4): 804-808.
6. Volpe DA. A transzporter vizsgálatok hasznos in vitro eszközökként a gyógyszerek felfedezésében és fejlesztésében. Szakértői vélemények Drug Discov. 2016; 11 (1): 91-103.
7. Wang F, Wang Y, ZhangX, Zhang W, Guo S, Jin F. A sejtekben áthatoló peptidek, mint új hordozók az intracelluláris rakományszállításhoz való közelmúltbeli fejlődése. J Vezérlőkioldó. 2014 174: 126-136.