Vad är ett bärarprotein

En schematisk modell av hur ett sådant bärarprotein tros fungera visas i figuren: När bäraren är mättad, det vill säga när alla lösta bindningsställen är upptagna , är transporthastigheten maximal. Denna hastighet, kallad Vmax, är karakteristisk för den specifika bäraren och återspeglar den hastighet med vilken bäraren kan växla mellan sina två konformationstillstånd. Dessutom har varje transportörprotein en karakteristisk bindningskonstant för sitt lösta ämne, K m, lika med koncentrationen av löst ämne när transporthastigheten är hälften av dess maximala värde Figur Liksom för enzymer kan bindningen av löst ämne blockeras specifikt av antingen kompetitiva hämmare som konkurrerar om samma bindningsställe och kan eller inte kan transporteras av bäraren eller icke-kompetitiva hämmare som binder någon annanstans och specifikt förändrar strukturen hos transportören.

Figur En modell av hur en konformationsförändring i ett bärarprotein kan förmedla passiv transport av ett löst ämne.

bärarprotein vs kanalprotein New York: Garland Science ; Sökord Bärarproteiner och aktiv membrantransport Processen genom vilken ett bärarprotein överför en löst molekyl över lipiddubbelskiktet liknar en enzym-substratreaktion , och på många sätt beter sig bärare som enzymer.

Det visade bärarproteinet kan existera i två konformationstillstånd: i tillstånd A exponeras bindningsställena för löst ämne på utsidan av lipiden mer Figur Kinetiken för enkel diffusion och bärarmedierad diffusion. Medan hastigheten för den förra alltid är proportionell mot den lösta koncentrationen, når hastigheten för den senare en maximal Vmax när bärarproteinet är mättat. Den lösta koncentrationen mer Som vi diskuterar nedan krävs det endast en relativt liten modifiering av modellen som visas i figuren för att länka bärarproteinet till en energikälla för att pumpa ett löst ämne uppförsbacke mot dess elektrokemiska gradient.

Celler utför sådan aktiv transport på tre huvudsakliga sätt Figur : Tre sätt att driva aktiv transport.

Den aktivt transporterade molekylen visas i gult och energikällan visas i rött. Kopplade bärare kopplar ihop uppförsbacketransporten av ett löst ämne över membranet till nedförsbacken av ett annat. Ljusdrivna pumpar, som huvudsakligen finns i bakterieceller, kopplar uppförsbacke transport till en inmatning av energi från ljus, som med bakterio-rhodopsin som diskuteras i kapitel Aminosyrasekvensjämförelser tyder på att det i många fall finns starka likheter i molekylär design mellan bärarproteiner som förmedlar aktiv transport och de som förmedlar passiv transport.

Detta tyder på ett evolutionärt förhållande mellan olika bärarproteiner; och med tanke på vikten av små metaboliter och sockerarter som energikälla är det inte förvånande att Superfamily av bärare är en gammal.

Vi börjar vår diskussion om aktiv transport genom att överväga bärarproteiner som drivs av jongradienter.

Kräver bärarproteiner energi .

Dessa proteiner har en avgörande roll i transporten av små metaboliter över membran i alla celler. Aktiv transport kan drivas av jongradienter Vissa bärarproteiner transporterar helt enkelt ett enda löst ämne från ena sidan av membranet till det andra med en hastighet som bestäms som ovan av V max och K m; De kallas uniporters. Andra, med mer komplex kinetik, fungerar som kopplade bärare, där överföringen av ett löst ämne strikt beror på transporten av en sekund.

Kopplad transport innebär antingen samtidig överföring av ett andra löst ämne i samma riktning, utförd av symportörer,

eller överföring av ett andra löst ämne i motsatt riktning, utförd av antiportörer Figur Tre typer av bärarmedierade transport.

Detta schematiska diagram visar bärarproteiner som fungerar som uniporters, symporters och antiporters. Den täta kopplingen mellan transporten av två lösta ämnen gör det möjligt för dessa bärare att skörda den energi som lagras i den elektrokemiska gradienten för ett löst ämne, vanligtvis en jon, för att transportera den andra.

Bärarproteinfunktion

På detta sätt används den fria energin som frigörs under rörelsen av en oorganisk jon nerför en elektrokemisk gradient som drivkraft för att pumpa andra lösta ämnen uppåt, mot deras elektrokemiska gradient.

Denna princip kan fungera i båda riktningarna; Vissa kopplade bärare fungerar som symportörer, andra som antiportörer. Av denna anledning sägs jondrivna bärare förmedla sekundär aktiv transport, medan ATP-drivna bärare sägs förmedla primär aktiv transport. Som i modellen som visas i figuren svänger bäraren mellan två alternativa tillstånd, A och B.

I A tillstånd, proteinet är öppet för det extracellulära utrymmet; i B-tillståndet, det mer Även om permeasens veckade struktur är okänd har biofysiska studier och omfattande analyser av mutanta proteiner lett till en detaljerad modell av hur symporten fungerar.

Exempel på bärarprotein

Under transportcykeln genomgår några av helixerna glidrörelser som får dem att luta.

Figur En modell för den molekylära verkningsmekanismen hos bakteriell laktospermeas. A En vy från cytosolen av det föreslagna arrangemanget av de 12 förutsagda transmembranhelixerna i membranet. Slingorna som förbinder helixerna på vardera sidan av det mer Det är därför avgörande att celler kan kontrollera pH i sina intracellulära fack.

Om HCO3- är tillgängligt, vilket vanligtvis är fallet, är denna antiporter det viktigaste bärarproteinet som reglerar pHi.

Båda växlarna regleras av pHi och ökar deras aktivitet som pH i cytosolen faller. Hastigheten av HCO3-efflux och Cl-inflöde ökar när pHi stiger, vilket minskar pHi när cytosolen blir för alkalisk.

bärarprotein aktivt eller passivt .

Cl--HCO3-växlaren liknar band 3-proteinet i membranet av röda blodkroppar som diskuteras i kapitel I röda blodkroppar underlättar band 3-protein snabb urladdning av CO2 när cellerna passerar genom kapillärer i lungan.

En asymmetrisk fördelning av bärarproteiner i epitelceller ligger till grund för den transcellulära transporten av lösta ämnen I epitelceller, såsom de som är involverade i att absorbera näringsämnen från tarmen, fördelas bärarproteiner ojämnt i plasmamembranet och bidrar därmed till den transcellulära transporten av absorberade lösta ämnen.

Figur Transcellulär transport.

Den transcellulära transporten av glukos över en tarmepitelcell beror på den ojämna fördelningen av transporten proteiner i cellens plasmamembran. Processen som visas här resulterar i transport av glukos mer I många av dessa epitelceller ökar plasmamembranområdet kraftigt genom bildandet av tusentals mikrovilli, som sträcker sig som tunna, fingerliknande utsprång från den apikala ytan av varje cell, se figur Sådana mikrovilli kan öka det totala absorberande området i en cell med så mycket som veck, och därigenom förbättra dess transportkapacitet.

Även om, som vi har

sett, jongradienter har en avgörande roll för att driva många viktiga transportprocesser i celler, är jonpumparna som använder energin från ATP-hydrolys huvudsakligen ansvariga för att upprätta och upprätthålla dessa gradienter, som vi nästa diskuterar.

Den specifika hämmaren mer Som vi diskuterar nedan reglerar pumpen också cellvolymen genom dess osmotiska effekter; Det håller faktiskt många djurceller från att spränga.

bärarprotein och kanalprotein .

nästan En tredjedel av energibehovet hos en typisk djurcell förbrukas vid tankning av denna pump. Den terminala fosfatgruppen av ATP överförs till en asparaginsyrarest av pumpen och avlägsnas därefter, vilket förklaras i figuren Olika tillstånd hos pumpen särskiljs således genom närvaron eller frånvaron av fosfatgruppen. Jonpumpar som fosforylerar sig på detta sätt kallas P-typ transport ATPaser.

Således kan den fosforylerade formen av pumpen steg 2 i figuren slappna av genom att antingen donera fosfatet till ADP steg 2 till steg 1 eller ändra dess konformation steg 2 till steg 3.

Bindningen av ATP till ett bindningsställe på samma sida av membranet och den efterföljande fosforyleringen av en intilliggande domän leder till en drastisk omläggning av transmembranhelixerna. Det driver en nettoström över membranet , tenderar att skapa en elektrisk potential, med cellens inre negativ i förhållande till utsidan.

Det kontrollerar lösningskoncentrationen inuti cellen och reglerar därmed osmolariteten eller toniciteten som kan få en cell att svälla eller krympa Figure Research har korrelerade defekter i specifika bärarproteiner med specifika sjukdomar.

Pumpen drivs av ATP och flyttar natrium- och kaliumjoner i motsatta riktningar, var och en mot sin koncentrationsgradient. I en enda cykel av pumpen extruderas tre natriumjoner från och två kaliumjoner importeras in i cellen.

Typer av bärarproteiner Från Wikipedia Membranprotein involverat i transport Ett membrantransportprotein eller helt enkelt transportör är ett membranprotein [1] involverat i rörelsen av joner, små molekyler och makromolekyler, såsom ett annat protein, över ett biologiskt membran.

Transportproteiner är integrerade transmembranproteiner ; det vill säga de existerar permanent inom och spänner över membranet över vilket de transporterar Ämnen.

Aktiv transport är rörelsen av ett ämne över ett membran mot dess koncentrationsgradient. Detta är vanligtvis för att ackumulera höga koncentrationer av molekyler som en cell behöver, såsom glukos eller aminosyror. Om processen använder kemisk energi, såsom adenosintrifosfat ATP , kallas det primär aktiv transport. Sekundär aktiv transport innebär användning av en elektrokemisk gradient , och använder inte energi som produceras i cellen.

Dessa bärarproteiner har receptorer som binder till ett specifikt molekylsubstrat som behöver transporteras.

Molekylen eller jonen som ska transporteras substratet måste först binda vid ett bindningsställe vid bärarmolekylen, med en viss bindningsaffinitet. Efter bindning, och medan bindningsstället är vänt åt samma håll, kommer bäraren att fånga eller ockludera ta in och behålla substratet inom sin molekylära struktur och orsaka en intern translokation så att öppningen i Protein vetter nu mot andra sidan av plasmamembranet.

Huvudartikel: Faciliterad diffusion Facilerad diffusion i cellmembranet, visar jonkanaler vänster och bärarproteiner tre till höger.

Underlättad diffusion är passagen av molekyler eller joner över ett biologiskt membran genom specifika transportproteiner och kräver ingen energitillförsel. Underlättad diffusion används speciellt vid stora polära molekyler och laddade joner; När sådana joner är upplösta i vatten kan de inte diffundera fritt över cellmembran på grund av den hydrofoba naturen hos fettsyrasvansarna hos fosfolipiderna som utgör dubbelskikten.