ПРОТЕИНИ МЕМБРАНСКИХ ТРАНСПОРТЕРА: ФУНКЦИЈЕ И ВРСТЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

У мембрана транспортери су интегрални мембрански протеини специјализовани у обављању специфичне транспорта јона и малих молекула растворљиви обе стране ћелијске мембране.

Будући да ови молекули не могу сами да пређу хидрофобно срце липидних слојева, ови протеини омогућавају ћелији да: одржава различито дефинисана окружења, гута храњиве материје, излучује отпадне продукте метаболизма и регулише концентрације јона и молекула.

Мембрански протеин транспортера. Аутор: Емма Диттмар - сопствени рад, ЦЦ БИ-СА 4.0, хттпс: //цоммонс.викимедиа.орг/в/индек.пхп? Цурид = 64036780

Транспортер протеини су класификовани у две велике групе: канали и транспортери. Транспортери специфично везују молекул који се транспортује и подвргавају се конформацијским променама како би их могли мобилизовати. Заузврат, канали не вежу молекуле, већ формирају тунел из кога се слободно крећу, једноставно их искључују молекулски радијуси.

Поред ове класификације, постоје и друге које узимају у обзир количину молекула које се превозе, правац у коме се превозе, зависност или не од енергије и извора енергије која се користи.

Транспорт преко ћелијске мембране

Синтеза мембране је била завршни еволутивни догађај који је створио ћелије.

Апсолутно све ћелијске мембране чине баријере које се супротстављају слободном проласку јона и молекула у ћелије и изван њих. Међутим, морају дозволити улазак оних који су витални за њихов рад, као и излаз отпада.

Стога се трговина молекулима у оба смера врши селективно. Другим речима, ћелија одлучује коме да уђе или из ње и у које време.

Да би се то постигло, користи се постојање специјализованих трансмембранских протеина који функционишу као канали или капије, названи транспортери мембране.

Око 20% гена у ћелијском коду за ове мембранске протеинске транспортере. Ово нам даје представу о важности коју транспорт има за ћелијску функцију.

У том смислу, проучавање ових протеина је од великог значаја како у идентификацији хемотерапијских циљева, тако и због могућих превозних средстава за лекове у циљне ћелије.

Функције мембранских транспортера

Ћелијски транспортери су одговорни за пренос раствора органске и неорганске природе кроз ћелијске мембране.

Овај пренос се врши посебно у време када ћелији треба да:

- Одржавајте електрохемијске градијенте ћелије, неопходне за обављање виталних функција, као што су производња енергије која ћелија захтева и одговор на подражаје у ексцитабилним мембранама.

- Узмите макро и микронутријенте из медијума неопходног да се ћелији обезбеде мономери који ће чинити костуре њених саставних макромолекула (нуклеинских киселина, протеина, угљених хидрата и липида).

- Одговарају на подражаје и стога учествују у ћелијским процесима сигнализације.

Врсте протеина мембранских транспортера

Мембрански транспортери класификовани су према врсти транспорта који обављају у две широке категорије: канал и транспорт.

Врсте протеина мембранских транспортера. Аутор: ЛадиофХатс (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/3.0)], са Викимедиа Цоммонс.

Канални протеини

Канални протеини посредују у пасивном транспорту молекула воде, као и у разним врстама јона. Ова врста транспорта не захтева обављање енергије и догађа се спонтано у корист градијента концентрације молекула који се транспортује.

Назив канала настаје због чињенице да структура коју ти протеини добијају подсећа на тунел, кроз који се врши истовремено пролазак бројних молекула, који се бирају на основу њиховог молекуларног радијуса. Из тог разлога се ови транспортери могу сматрати молекуларним ситом.

Међу функцијама повезаним са тим транспортерима су стварање, одржавање и ометање електрохемијских градијената преко ћелијских мембрана.

Међутим, многи други канали се измјењују између отворених и затворених стања као одговор на долазак или уклањање одређених подражаја.

Такви подражаји могу бити електрични у каналима зависним од напона, хемијски у каналима који зависе од лиганда или физички у каналима који реагују на механичке промене попут стреса или напрезања.

Транспортне траке

Протеински транспортери се такође називају носачи или прожима. Они користе електрохемијске градијенте како би извршили транспорт на једну или другу страну мембране.

Ова врста транспортера протеина може посредовати две врсте транспорта. Олакшани пасивни транспорт молекула у једном правцу и доле концентрационом градијенту или истовремено преношење два различита молекула.

Заузврат, превоз у истом правцу обављају симпортери, а у супротним смеровима антикаријери.

С друге стране, за разлику од канала који омогућавају истовремено пролазак многих молекула кроз њих, превозници омогућавају само ограничен и специфичан пролаз одређеног броја молекула. Да би се ово осигурало, имају одређена везна места.

У овом случају, једном када се молекул веже на транспортер, последњи се подвргава конформацијској промени која излаже место везивања на другу страну мембране, на тај начин фаворизујући транспорт.

Ова зависност од структурне промене протеина носача успорава брзину преноса молекула.

Врсте транспортних трака

На основу зависности или енергије која се односи на обављање превоза, протеински транспортери се могу класификовати у: пасивне превознике и моделе транспортера.

- Пасивни транспортни транспортери

Пасивни превозници који омогућавају транспорт не захтевају снабдевање енергијом и врше транспорт молекула из зоне високе концентрације у једну са ниском концентрацијом.

- Активно олакшавање превозницима

Супротно томе, активним превозницима је потребан унос енергије за кретање супстанци у односу на њихов градијент концентрације. Овај механизам реагује на активни транспортни процес.

Примарни транспортери (пумпе)

Пумпе врше транспорт јона и молекула до интраћелијског и ванћелијског медија, користећи примарни активни транспортни механизам.

Односно, они користе енергију хидролизе АТП-а да „кретање јона и молекула узбрдо постане енергетски повољан процес.

Једна од функција повезаних са овом врстом транспортера је стварање унутрашњег киселог медијума карактеристичног за лизосоме животињских ћелија, вакуоле биљних ћелија и лумен желуца.

Секундарни активни превозници

Ови превозници користе енергију која се ослобађа током превоза јона дуж његовог електрохемијског градијента да би могли да транспортују још један молекул у односу на његов градијент концентрације. Другим речима, они врше секундарни активни транспорт молекула.

Референце

1. Албертс Б, Јохнсон А, Левис Ј, Рафф М, Робертс К, Валтер П. 2002. Молекуларна биологија ћелије, 4. издање. Нев Иорк: Гарланд Сциенце.
2. Беннеттс ХС. Концепти протока мембране и везикулација мембране као механизми активног транспорта и јонског пумпања. Ј БиопхисБиоцхемЦитол. 1956; 25: 2 (4 Суппл): 99-103.
3. Опарин АИ, Деборин ГА. Модел активног транспорта протеина кроз липидну мембрану. Укр Биокхим Зх. 1965; 37 (5): 761-768.
4. Сцхнеидер М, Виндбергс М, Даум Н, Лоретз Б, Цоллнот ЕМ, Хансен С, Сцхаефер УФ, Лехр ЦМ. Прелазити биолошке баријере за напредну испоруку лекова. Еур Ј Пхарм Биопхарм. 2013; 84: 239-241.
5. Сеегер МА. Истраживање мембранских транспортера у временима безбројних структура. Биоцхим Биопхис Ацта Биомембр. 2018; 1860 (4): 804-808.
6. Волпе ДА. Транспортер анализира као корисне ин витро алате у откривању и развоју лекова. Откриће стручњака о дрогама. 2016; 11 (1): 91-103.
7. Ванг Ф, Ванг И, ЗхангКс, Зханг В, Гуо С, Јин Ф. Недавни напредак пептида који продирају кроз ћелију као нови носачи за испоруку терета унутар ћелије. Ј Цонтрол Релеасе. 2014; 174: 126-136.