¸FUNKCIJA MEMBRANE

FUNKCIJE MEMBRANE

Pregled funkcija membrana

kretanje

Transportna funkcija membrane

- uspostavljanje i održavanje koncentracije rastvoraka različite od one

koja se sreće u vanćelijskoj tečnosti i u unutar ćelijskim odeljcima

- unos hranljivih sastojaka i izbacivanje produkata metabolizma

Od čega zavisi kojom će brzinom neka supstanca proći kroz membranu?

- od veličine

- od rastvorljivosti u lipidima

Relativna propustljivost lipidnog dvosloja za

različite klase molekula

hidrofobni

molekuli

kiseonik

ugljen-dioksid

azot

lako prolaze

mali

nenaelektrisani

polarni

molekuli

voda sporo prolaze

molekuli

veliki

nenaelektrisani

polarni

molekuli

glukoza

saharoza

veoma sporo

prolaze

joniH+, Na+, K+,

Ca++, Cl-ne prolaze

Transportni proteini membrane – proteini koji

formiraju kanale i prenosnici

Transportni proteini omogućavaju

prolaz mnogim polarnim

molekulima koji ne mogu da

difunduju kroz FL dvosloj.

Svi transportni proteini

membrane su “multipass”

proteini.

Transportni proteini membrane Transportni proteini membrane

specifični su za molekul koji

prenose.

Proteini koji formiraju kanale

Uspostavljaju slabije veze sa

rastvorcima koje transportuju.

Otvaraju se po prijemu stimulusa.

Transport je brži.

Proteini prenosnici

Vezuju se za rastvorak i

trpe konformacione promene.

Transport je sporiji.

Transport kroz membranu

aktivan –

uz gradijent koncentracije

pasivan –

niz gradijent koncentracije

prosta difuzija se odvija kroz uz gradijent koncentracije

zahteva utrošak energije

obavljaju ga prenosnici

FL dvosloj

olakšanu difuziju obavljaju

proteini koji formiraju kanale

i prenosnici

Poređenje pasivnog i aktivnog transporta

olakšana difuzija

Pasivni transport pomoću prenosnika -

primer transporta glukoze niz gradijent koncentracije

A B

Model objašnjava kako se menja konformacija prenosnika.

Prelaz iz jednog u drugo stanje ne zavisi od toga da li su mesta vezivanja

zauzeta!

Modeli aktivnog transporta

u zavisnosti od vrste energije

1. Kuplovani transport – povezuje transport jednog rastvorka niz

gradijent sa transportom drugog uz gradijent.

2. ATP-zavisne pumpe – povezuju transport rastvorka uz gradijent

sa hidrolizom ATP-a.

3. Pumpe zavisne od svetlosti (kod bakterija) - transportuju

rastvorak uz gradijent koristeći svetlosnu energiju.

Tri tipa transporta pomoću proteinskih prenosnika

Kuplovani transport omogućava da se energija elektrohemijskog

gradijenta jednog rastvorka koristi za transport drugog uz gradijent

koncentracije.

Primer: Aktivni transport - unos glukoze pomoću

prenosnika, uz korišćenje gradijenta Na+ - simport

A B

Glukoza se u ovom slučaju transportuje nasuprot gradijentu

koncentracije; joni natrijuma se transportuju niz gradijent koncentracije i

“nose” sa sobom molekule glukoze.

Vezivanje Na+ za transporter dovodi do konformacionih promena koje

povećavaju afinitet proteina ka drugom ligandu – glukozi.

Transport glukoze kroz ćelije crevnog epitela

- transćelijski transport

Prenosnici su neuniformno raspoređeni u membrani

enterocita.

Značaj čvrstih veza.

Aktivni transport - Na+-K+-ATP-azna pumpa

Antiport

povećanje konc. Na+ u ćeliji

Princip funkcionisanja Na+-K+-ATP-azne pumpe

Značaj za očuvanje osmotske ravnoteže.

Vezivanje Na+ iz citoplazme za protein,

stimuliše fosforilaciju pomoću ATP-a.

Fosforilacija dovodi do promene

konformacije proteina.

K+ se oslobađa u

ćeliju i ponovo

Konformaciona promena

dovodi do izbacivanja Na+

1. 2.

3.6.ćeliju i ponovo

može da se veže Na+.

dovodi do izbacivanja Na

i vezivanja K+.

Vezivanje K+ dovodi do defosforilacije.Posle defosforilacije protein zadobija

početnu konformaciju.

3.

4.5.

6.

ABC transporteri (prenosnici)

(“ATP-binding-cassettes”)

Najveća i najraznovrsnija familija membranskih transportera.

Vrše transport nasuprot gradijentu koncentracije, uz hidrolizu ATP.

Transportuju (eksportuju) produkte metaboli-

zma, aminokiseline, peptide, proteine, lekove

(klinički značaj - MDR).(klinički značaj - MDR).

Bolje izučeni kod prokariota gde učestvuju

u eksportu i importu.

Transport vode

Akvaporini

Klasa integrisanih proteina membrane

koji formiraju pore.

Subjedinica akvaporina se sastoji od 6 Subjedinica akvaporina se sastoji od 6

transmembranskih α-helijačnih domena sa

amino- i karboksi-terminusom na

citoplazmatskoj strani.

Akvaporini se udružuju u membrani kao

homotetrameri.

Peter Agre i Roderick MacKinnon, 2003.

Nobelova nagrada (otkrili ih 1992.)

Endocitoza i egzocitoza

endocitoza

- fagocitoza

- pinocitoza

egzocitoza

Fagocitoza

- ingestija krupnih čestica

- protozoe (ishrana)

- profesionalni fagociti ("čišćenje")

- prepoznavanje (npr. opsonizacija)

- odvija se uz učešće aktinskih filamenata

Pinocitoza (endocitoza)

klatrinski omotač

klatrinkaveolin

Egzocitoza

Membrana kao mesto prijema i prenosa signala

1. preko receptora koji su jonski kanali

2. preko receptora vezanih za G-protein

3. preko receptora sa tirozin-kinaznom aktivnošću