VL 3: Membrantransport

Question 1

Membran

Answer 1

semipermeable Diffusionsbarriere → Transport wird reguliert

hydrophobe Moleküle (Steroidhormone, O2, CO2, N2) diffundieren ungehindert entlang des
Konzentrationsgradienten durch die Membran

hydrophober Kernbereich der Membran → keine direkte Passage von Ionen und hydrophilen Molekülen

Question 2

Transportproteine

Answer 2

• ermöglichen Durchtritt von bestimmten Ionen und polarer hydrophiler Moleküle
• 2 Haupttypen: Kanalproteine und Transporter (Carrier)

Question 3

Transporter (Carrier)

Answer 3

• integrale Multipass-Proteine
• transportieren ihre Fracht, indem sie ihre Konformation ändern → offen / geschlossen
• Transportprotein ist spezifisch für das transportierte Molekül
• elektrochemischer Gradient: eine Form von potentieller Energie, von der abhängt, ob und in welcher Form ein Ion eine Membran passiert; ob Transport aktiv oder passiv; setzt sich zusammen aus Membranpotenzial/ elektrischem Gradienten und Konzentrationsgradienten

Question 4

Passiver Transport

Answer 4

• erleichterte Diffusion, ohne Energieaufwand, entlang dem elektrochemischen Gradienten
• Kinetik: Transportrate sättigt bei hoher Stoffkonzentration, denn Konzentration des Transporters
  und damit auch der Bindestellen für das Substrat sind limitiert
• Zwei verschiedene Konformationen

Question 5

Aktiver Transport

Answer 5

• Teilchen wird unter Energieaufwand entgegen seines Konzentrationsgefälles transportiert
• durch gekoppelten Transporter/ Co-Transporter: Zwei Moleküle/ Ionen werden gekoppelt in gleicher (Symport) oder entgegengesetzter Richtung (Antiport) transportiert;

Question 6

Symport:

Answer 6

Na+ Gradient getriebener Glucosetransport; nutzt die im Na+ Gradienten gespeicherte Energie und treibt so den Transport von Glucose gegen dessen elektrochemischen Gradienten

kooperative Bindung von Na+ und Glucose= Bindung von Na+ setzt die Affinität des
Proteins zu Glucose hoch

Question 7

Antiport:

Answer 7

Na+ -K+ -Pumpe: Natriumkonzentration außen hoch, in Zelle niedrig, Kaliumkonzentration umgekehrt

pro Zyklus pumpt Transporter pro einem Molekül ATP, 3 Na+ raus und 2 K+ Ionen rein, elektrogene Pumpe

Energie für Konformationsänderung wird in Form von ATP durch Phosphorylierung des Transportproteins
bereitgestellt

Question 8

ATPasen

Answer 8

Katalysieren den Aufbau oder den Abbau von ATP gekoppelt mit dem Transport von Teilchen von einer Seite der Zellmembran zur anderen

Question 9

P-Typ Transporter:

Answer 9

ATPasen, die einen Ionengradienten unter Hydrolyse von ATP aufbauen

z.B. ATP-Pumpe, Ca2+ ATPase

Question 10

F-Typ Transporter:

Answer 10

Nutzen die Energie aus einem Protonengradienten zur Synthese von ATP aus ADP

ATP-Synthasen; bauen einen Ionengradienten ab; funktionieren nur, wenn außen viele Protonen; können in beide Richtungen arbeiten: wenn Protonengradient sich umdreht wird ATP hydrolysiert, arbeiten dann wie P-Typ Transporter

Question 11

ABC-Transporter:

Answer 11

Sehr energieverbrauchend, mit 2 ATP-Bindungsstellen, pro Zyklus werden 2 Moleküle ATP hydrolysiert, um ein kleines Molekül zu transportieren

Question 12

Ionenkanäle 1

Answer 12

Kanalproteine schaffen einfache hydrophobe
Poren, die den selektiven Durchtritt bestimmter Moleküle oder Ionen durch die Membran erlauben

transportieren viel mehr Ionen als Transporter

hochselektiv durch Selektivitätsfilter

2 Konformationen (offen, geschlossen), die von thermischer Energie getrieben werden; Kanäle nur transient (vorübergehend) offen, Aktivierung über Stimulus

Question 13

Spannungsabhängige Ionenkanäle:

Answer 13

Eine Veränderung im elektrischen Feld der Membran führt zu ihrer Öffnung

Question 14

Ligandengesteuerte, ionotrope Rezeptoren:

Answer 14

Bindung von Liganden (z.B. Neurotransmittern)

führen zu Öffnung

Question 15

Mechanosensitive:

Answer 15

Sprechen auf mechanische Verformung an

Question 16

Ionenkanäle 2

Answer 16

Ionenkanäle nach außen negativ geladen, daher treten vor allem Kationen ein; über Vestibule treten hydratisierte Ionen bis zur Mitte des Kanals ein, dann werden sie transient dehydriert (Hydrathülle wird abgestriffen)!

Question 17

3-Zustandskanal:

Answer 17

Hat mehr als nur zwei Konformationszustände (offen, geschlossen)

—> Spannungsabhängiger Na+ Kanal: Reizweiterleitung, öffnet bei Depolarisation der Membran, was zum Öffnen weiterer Kanäle führt, die kontinuierlich offen: Irgendwann Sättigung, weil alle Bindestellen besetzt (Kanäle dann offen inaktivierbar)

Question 18

Acetylcholinrezeptor:

Answer 18

Hat 2 Bindungsstellen für Acetylcholin, kann zwischen mehreren verschiedenen Konformationszuständen herumflickern