Опосредованный транспорт
Опосредованный транспорт относится к транспорту, опосредованному мембранным транспортным белком . Вещества в организме человека могут быть гидрофобными , электрофильными , содержать положительный или отрицательный заряд или обладать иным свойством. Таким образом, бывают случаи, когда эти вещества не могут пройти через клеточную мембрану, используя независимое от белка движение. [1] Клеточная мембрана содержит множество мембранных транспортных белков, которые позволяют таким молекулам перемещаться в клетку и из нее. [2] Существует три типа опосредованных транспортеров: унипорт , симпорт и антипорт . Переноситься могут питательные вещества, ионы, глюкоза и т. д., все зависит от потребностей клетки. Одним из примеров однопортового транспортного белка является GLUT1. GLUT1 является трансмембранным белком, что означает, что он охватывает всю ширину клеточной мембраны, соединяя внеклеточную и внутриклеточную области. Это однопортовая система, поскольку она специфически транспортирует глюкозу только в одном направлении — вниз по градиенту концентрации через клеточную мембрану.
Другим примером транспортного белка, опосредованного унипортером, является микросомальный белок-переносчик триглицеридов (MTTP), который отвечает за катализацию сборки липопротеинов, богатых триглицеридами, а также опосредует их высвобождение из просвета эндоплазматического ретикулума . Отличительной особенностью этого специфического белка-переносчика является то, что он требует, чтобы белок PRAP1 связывался с липопротеином, чтобы облегчить транспортировку указанного липопротеина. MTTP распознает только комплекс PRAP1-липопротеин и только тогда катализирует реакцию транспорта. [3] В каком-то смысле белок PRAP1 действует как сигнал для MTTP. Важность таких взаимодействий подразумевает, что опосредованный транспорт не только зависит от трансмембранных белков, но также может требовать присутствия дополнительных нетрансмембранных белков. Например, исследования показывают, что в отсутствие полностью функционального белка PRAP1 MTTP не может транспортировать специфические липопротеины через мембрану эндоплазматического ретикулума.
Примером симпортер-опосредованного транспортного белка является SGLT1, белок-котранспортер натрия/глюкозы, который в основном обнаруживается в кишечном тракте. Белок SGLT1 является симпортерной системой, поскольку он пропускает глюкозу и натрий в одном направлении — из просвета кишечника внутрь клеток кишечника. [4]
Примером транспортного белка, опосредованного антипортером, является натрий-кальциевый антипортер, транспортный белок, участвующий в поддержании низкой цитоплазматической концентрации ионов кальция в клетках. Этот транспортный белок представляет собой антипортерную систему, поскольку он переносит три иона натрия через плазматическую мембрану в обмен на ион кальция, который транспортируется в противоположном направлении. [5]
| Типы опосредованных транспортеров | |||
|---|---|---|---|
| Унипортер (I) | Симпортер (II) | Антипортер (III) | |
| Позволяет транспортировать одно растворенное вещество за раз. | Переносит растворенное вещество и встречнопереносимое растворенное вещество одновременно и в одном направлении. | Транспортирует растворенное вещество в одном направлении, в то время как встречно транспортируемое растворенное вещество перемещается в противоположном направлении внутрь или из клетки. [6] | |
Механизм транспорта . Молекула связывается с белком-переносчиком, изменяя свою форму. Изменение формы или добавление других веществ, таких как АТФ, в свою очередь, заставит транспортный белок изменить свою форму и высвободить молекулу на другую сторону клеточной мембраны. [7]
Виды транспорта [8]
[ редактировать ]| Облегченная диффузия | Активный транспорт |
|---|---|
| Не требуется источник энергии | Требуется АТФ |
| Перемещает вещество от высокой концентрации к низкой. | Может создавать градиенты концентрации и перемещать молекулы от низких концентраций к высоким. [9] |
| Требуется транспортный белок | Требуется транспортный белок |
Мутации в транспортных белках
[ редактировать ]Важность опосредованных транспортных белков подтверждается наличием мутаций , которые делают транспортные белки нефункциональными. Ярким примером этого являются мутации, обнаруженные в гене Archain 1 , который кодирует транспортные белки COPI и COPII . Основная функция этих транспортных белков — облегчение прохождения молекул из эндоплазматической сети в аппарат Гольджи и наоборот. Мутировавший ген ARCN1 приводит к аномальному COPI, который не может транспортировать коллаген I типа и приводит к секреции коллагена. [10] В связи с тем, что коллаген I типа является основным ингредиентом соединительной ткани , такие мутации являются причиной многочисленных тяжелых нарушений скелета, таких как несовершенный остеогенез и кранио-лентикуло-шовная дисплазия . Различные варианты этих нарушений характеризуются видимой физической дисплазией. Этот пример подчеркивает важность транспортных белков не только как средства прохождения определенных молекул через мембрану, но и для правильного развития организма.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лодиш, Берк, Зипурски, H, A, SL (2000). Молекулярно-клеточная биология. 4-е издание . Нью-Йорк: WH Freeman. пп. гл. 15.
- ^ «Белковый транспорт». контент.openclass.com . Проверено 23 октября 2018 г.
- ^ Пэн, Хьюберт; и др. (2021). «PRAP1 представляет собой новый липидсвязывающий белок, который способствует абсорбции липидов путем облегчения MTTP-опосредованного транспорта липидов» . Журнал биологической химии . 296 : 100052. дои : 10.1074/jbc.RA120.015002 . ПМЦ 7949078 . ПМИД 33168624 .
- ^ Справочник, Дом генетики. «Ген SLC5A1» . Домашний справочник по генетике . Проверено 14 мая 2019 г.
- ^ Ривз, JP; Кондреску, М.; Черная, Г.; Гарднер, JP (ноябрь 1994 г.). «Антипорт Na+/Ca2+ в сердце млекопитающих» . Журнал экспериментальной биологии . 196 : 375–388. дои : 10.1242/jeb.196.1.375 . ISSN 0022-0949 . ПМИД 7823035 .
- ^ ВОЛЬФЕРСБЕРГЕР, Майкл (1994). «Унипортеры, симпортеры и антипортеры» (PDF) . Журнал экспериментальной биологии . 196 : 5–6. дои : 10.1242/jeb.196.1.5 . ПМИД 7823043 . S2CID 46251483 . Архивировано из оригинала (PDF) 29 ноября 2018 г.
- ^ Грассл, Стивен М. (1 января 2001 г.). «Механизмы транспорта, опосредованного переносчиками: облегченная диффузия, котранспорт и контртранспорт» . Справочник по клеточной физиологии : 249–259. дои : 10.1016/B978-012656976-6/50108-6 . ISBN 9780126569766 .
- ^ Байерс; Сарвер, Джеймс П.; Джеффри Г. (2009). Принципы и практика фармакологии . Академическая пресса. стр. 201–277.
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Хилле, Бертиль (2001). Ионные каналы возбудимых мембран . 23 Пламтри Роуд, Сандерленд, Массачусетс, 01375: Sinauer Associates, Inc. 359.
{{cite book}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка ) - ^ Изуми, Косуке; и др. (4 августа 2016 г.). «Мутации ARCN1 вызывают узнаваемый черепно-лицевой синдром из-за COPI-опосредованных транспортных дефектов» . Американский журнал генетики человека . 99 (2): 451–459. дои : 10.1016/j.ajhg.2016.06.011 . ПМЦ 4974084 . ПМИД 27476655 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Воэт, Дональд; Воэт, Джудит Г.; Пратт, Шарлотта В. Основы биохимии: жизнь на молекулярном уровне. Архивировано 18 июля 2015 г. в Wayback Machine . Глава 10. «Мембранный транспорт» с. 286-310
 | Эта по биохимии статья незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |