Prenašalni proteini Flashcards
naloga prenašalnih proteinov
transport polarnih snovi in ionov preko membran
značilnosti prenašalnih proteinov
stereospecifičnost, saturacijska kinetika, hitrost prenašalcev je manjša od hitrosti difuzije
K(transport)
koncentracija topljenca, pri kateri je hitrost transporta enaka 1/2 maks hitrosti
prenašalci, ki so vključeni v olajšano difuzijo
prenašalci iz družine GLUT
tip proteina transporterja GLUT1
integralni protein tipa III
naloga GLUT1
omogoča transport glukoze v eritrocite
dokaz stereospecifičnosti GLUT1
K(t) za D-glukozo/GLUT1 je cca 3 nM, za L-glukozo pa 3000 nM
delovanje GLUT1
štiri amfipatične verige GLUT1 se orientirajo tako, da v sredino molijo polarne AK, kar omogoča tvorbo vodikovih vezi z glukozo in olajša prehod glukoze v celico
konformacije GLUT1
1) odprta navzven (vezava Glc)
2) zaprta
3) odprta navznoter (Glc se sprosti v citosol)
vloga GLUT4
prenos glukoze v miocite in posledično pretvorbo glukoze v glikogen (potek glikolize)
uravnavanje prisotnosti GLUT4
inzulin sproži znotrajcelično signalno pot, ki povzroči povečanje GLUT4 na plazmalemi celic
bolezensko stanje povezano z GLUT4
diabetes tipa I - ni inzulina, posledično ni GLUT4 transporterjev na membrani celic
sestava GLUT
12 transmembranskih alfa vijačnic in 4 amfipatične vijačnice, ki tvorijo hidrofilni kanal, po katerem se prenaša glukoza, ki se stabilizira s H-vezmi
vloga klorid/hidrogenkarbonatni prinašalec
prenos CO2 do pljuč
mehanizem delovanja Cl/HKB prenašalca
v perifernih tkivih je pCO2 visok, zato CO2 prehaja v eritrocite, kjer se s karbonilno anhidrazo pretvori v hidrogenkarbonat in izloči v kri, kjer se hidrogenkabonat raztaplja (boljše od CO2) oziroma se veže na hemoglobin
v pljučih je pCO2 nizek, zato reakcija poteka v obratni smeri
preko izmenjevalca hidrogenkarbonat vstopa v eritrocit in se pretvori v CO2, ki difundira iz celice in se izloči z dihanjem
Kakšen tip prenašalca je Cl/HKB?
elektronegativni antiport
sestava Cl/HKB izmenjevalca
14 transmembranskih alfa vijačnic in 5 znotrajceličnih alfa vijačnic
med vijačnicama 3 in 10 je mesto za vezavo HKB ali kloridnega aniona
Kakšna je vezava aniona na izmenjevalec Cl/HKB in zakaj je to koristno?
šibka, kar omogoča hiter prehod anionov
vrste aktivnega transporta
1) primarni (sklopljen s hidrolizo ATP9 )
2) sekundarni (vzpostavljen z ionskim gradientom)
struktura ATP-az tipa P
tri citoplazemske domene (A, N, P), dve transmembranski domeni (T, S)
splošen mehanizem P ATP-az
na P domeni se fosforilira Asp, kar omogoča domena N (veže ATP in Mg2+)
domena A ima fasfatazno aktivnost in odstrani fosfat z Asp v vsakem ciklu
vloga Ca+2 črpalke
Ca2+ črpalka skrbi za nizko koncentracijo kalcijevih ionov v citosolu in omogoča akumulacijo kalcija v ER/SR
delovanje Ca+2 črpalke
sprva je v E1 konformaciji, ki ima vezavno mesto za kalcij odprto v citosol
Vezava ATP in Mg2+ na N domeno pozroči fosforilacijo P domene in konformacijo E1-P
fosforilacija stabilizira drugo konformacijo E2-P, ki ima vezavno mesto odprto na zunanjost/ER in manjšo afiniteto do vezave kalcija, zato se slednji sprosti s črpalke
konformacija E2-P se z domeno A defosforilira in znova zavzame konformacijo E1
tip črpalke in naloga Na+/K+ ATPaze
P črpalka
vzdržuje nizke koncentracije natrija in visoke koncentracije kalija v celici in posledično mirovni transmembranski potencial
delovanje Na+/K+ ATP-aze
ob hidrolizi ATP molekule se preneseta 2 kalijeva iona v celico in 3 natrijevi ion ven
vzpostavi se membranski potencial med -50 in -70 mV
lahko se vzpostavi tudi gradient natrijevih ionov, ki se lahko porablja za sekundarni transport
delovanje V črpalk
protone črpajo proti koncentracijskemu gradientu v lumen vakuol, lizosomov, GA
primeri F črpalk
F0F1 ATP-aza/ATP sintaza
delovanje F0F1 ATP-aza/ATP sintaza
deluje na molekularni motor in uporablja gradient protonov za sintezo ATP
podenota s F0 domene vsebuje kanal, skozi katerega se črpajo protoni, ki protonirajo arginin na pdenoti a in tako prekinejo elektrostatske interakcije med Arg a podenote in Asp c podenote
Arg a podenote se odkloni in poveže z Asp c podenote, pri tem se zavrtijo in s sabo zavrtijo še podenoto gama
podenota gama je vključena v sintezo ATP, saj z vrtenjem povzroči različne konformacijske spremembe na podenotah beta:
prazna podenota beta -> brat gama za 120 stopinj -> konformacijska sprememba, beta veže ADP in P -> obrat gama za 120 stopinj -> konformacijska sprememba beta, pretvori ADP in P v ATP -> obrat gama za 120 -> konformacijska sprememba, ATP se sprosti in znova imamo prazno podenoto beta
sestava F0F1 ATP-aza/ATP sintaza
iz F0 in F1 domene
F0 je iz večih c podenot in podenote a, preko povezovalnih podenot b je povezava s F1, ki je iz 3 alfa in 3 beta podenot
ima še centralno enoto gama in podenoti delta in eta
naloga ABC transporterjev
iz celic črpajo AK, peptide, proteine, kovinske ione, lipide, žolčne kisline, ksenobiotike
sestava ABC transorterjev
dve domeni za vezavo nukleotidov in dve transmembranski domeni s po 6 alfa vijačnic
primeri ABC transporterjev in način delovanja
MDR1 - črpalke
CFTR - kanalček
pomeni MDR1 transporterja
v normalnih celicah je pomemben za detoksifikacijo, v rakavih celicah pa izloča kemoterapevtike in povzroči rezistenco tumorjev na kemoterapijo
bolezensko stanje povezano s CFTR receptorjem
cistična fibroza - okvarjen kanalček ne prenaša kloridnih ionov skozi apikalno membrano, posedično celice ne zapušča niti voda
v dihalnih poteh zastaja gosta sluz, ki povzroči težave z dihali in infekcije
mehanizem delovanja CFTR
uravnava ga vezava ATP in fosforilacija serina
ima tri domene (R, ki vsebuje serin, in dve NBD, ki vežeta ATP)
če serinski ostanek v R domeni ni fosforiliran, se domena vrine med NBD in je kanalček zaprt
če je serin fosforiliran, je omogočena vezava ATP na NBD domeni, vezava ATP pa povzroči odprtje kanalčka in prehajanje kloridnih ionov
Kaj omogoča sekundarni aktivni transport?
gradient ionov, najpogosteje natrijevi ali vodikovi protoni
ti ioni se prenašajo v smeri koncentracijskega gadienta, medtem ko se drugi topljenec prenaša proti gradientu
primer simporta
Na+/GLC simport
delovanje Na+/Glc simporta
nagtrij-kalijeva črpalka ustvari koncentracijski gradient natrija, ki ga porablja simpoter
glukoza in natrijev ion se iz lumna črevesja preneseta preko Na+/glc transporterja v celico, glukoza pa preko GLUT2 prehaja v kri
vezava Na+ na transporter vzpostavi vezavno konformacijo A, ki omogoča vezavo glukoze
vezavi glukoze sledi konformacijska sprememba v konformacijo B, ki ima aktivno mesto odprto v notranjosti celice in slabšo afiniteto do vezave glukoze in natrija
