PORIN: CIRI, FUNGSI DAN PEMASANGAN - BIOLOGI - 2026

The Porins adalah sejenis protein membran penting yang membenarkan penyebaran pelbagai jenis medium - molekul bersaiz. Mereka terdapat pada membran luar bakteria gram-negatif (seperti E. coli) dan mitokondria dan kloroplas. Protein transmembran ini menembusi membran sepenuhnya dan strukturnya terdiri daripada kepingan β.

Tidak seperti protein transporter, porin adalah protein saluran, iaitu, mereka membentuk saluran terbuka atau liang yang melintasi membran di mana ia berada, memungkinkan penyebaran molekul bebas dengan ukuran dan cas yang sesuai.

Sumber: en: Pengguna: Zephyris

ciri-ciri

Porin adalah protein yang membuat saluran transmembran dan, tidak seperti kebanyakan protein yang melintasi membran, bahagian yang melintasi membran terdiri daripada kepingan β dan bukan heliks α.

Protein membran integral ini mungkin kekurangan selektiviti untuk molekul yang akan melewatinya, atau mereka mungkin menunjukkan tahap selektiviti tertentu untuk ukuran dan cas. Mereka juga boleh membenarkan laluan molekul lebih kecil daripada ukuran tertentu.

Kawasan kutub dari rantai porin terdapat di bahagian dalam yang meliputi saluran berair, sementara bahagian apolar memproyeksikan ke bahagian luar tong, berinteraksi dengan kawasan hidrofobik lapisan lipid membran.

Difusi melalui saluran yang dibentuk oleh protein ini disebabkan oleh kecerunan kepekatan molekul atau bahan yang melintasi membran dan penyebaran pasif, iaitu, ia tidak memerlukan tenaga metabolik untuk pergerakan bahan tersebut.

Penyebaran ini dikendalikan oleh mekanisme tertentu yang dapat membuka atau menutup saluran dan dapat dihambat oleh pelbagai sebatian.

Struktur

Pada akhir tahun 1980-an, dengan menggunakan kristalografi sinar-X, struktur atom porin ditentukan untuk pertama kalinya, sesuai dengan membran sel Rhodobacter capsulatus, yang merupakan bakteria fotosintetik.

Porin tersebut terdiri daripada pemangkas, di mana setiap monomer membentuk laras β dengan 16 kepingan β yang bergulung bersama-sama, membentuk struktur silinder yang mampu melewati membran dan mengandungi liang yang diisi dengan air di dalamnya.

Pelbagai jenis porin sejak itu telah dijelaskan, baik dari sel prokariotik dan eukariotik. Kesemuanya terdiri daripada kepingan β yang bergabung yang membentuk struktur seperti laras β dan saluran berisi air yang dapat mengukur diameter antara 0,6 dan 3nm.

Dalam mitokondria, porin terdiri daripada 19 kepingan β yang apabila dilipat bersama membentuk laras β.

Dalam banyak bakteria, porin terdiri daripada 16 hingga 18 lembaran β anti-selari yang membentuk laras β, menunjukkan ikatan hidrogen antara molekul berdekatan di sepanjang rantai.

Fungsi

Porin bakteria dan membran mitokondria dan kloroplas berfungsi serupa, beroperasi dengan cara yang serupa, kerana kesamaannya dari segi dimensi liang, struktur atom, dan sifat penyebaran pasif.

Lebar saluran porin ditentukan oleh penjajaran polipeptida pada dinding dalaman struktur, yang membolehkan ukuran molekul yang melewatinya dibatasi.

Kesamaan struktur ini menguatkan teori endosimbiotik, yang mana mitokondria sel eukariotik berasal dari organisma prokariotik yang fagositosis oleh prekursor sel eukariotik.

Dalam eukariota

Dalam sel eukariotik, porin terdapat di membran luar mitokondria dan plastid. Porin yang terdapat dalam plastid sangat sedikit kajiannya.

Dalam kes mitokondria, mereka dikenali sebagai porin mitokondria atau saluran anion voltan berpagar (VDAC). Mereka adalah saluran lebar dengan diameter kira-kira 3nm yang membentuk komponen protein terbesar di membran luar. Mereka mewakili kira-kira 30% daripada jumlah protein dalam membran ini.

Mereka menghasilkan kebolehtelapan pada molekul yang tidak dicas hingga 5000 Da. Porin mitokondria membenarkan masuk ke ruang intermembran molekul kecil, ion, dan metabolit.

Molekul dan ion yang melintasi ruang antarmembran tidak melalui membran mitokondria dalaman, kerana ia mempunyai ketebalan yang lebih besar. Oleh itu, ruang di antara kedua membran itu dimuatkan dengan molekul dan ion kecil, yang serupa dengan sitoplasma.

Di prokariota

Pada bakteria gram negatif, selaput luar memungkinkan mereka mengasingkan diri dari persekitaran sebagai langkah perlindungan. Membran ini mengandungi porin yang telap terhadap nutrien yang diperlukan oleh bakteria.

Kira-kira 100,000 porin dapat dijumpai dalam membran sel prokariotik, mewakili sekitar 70% daripada jumlah protein dalam struktur tersebut.

Pada bakteria usus, membran luar mewakili perlindungan terhadap agen kerosakan luaran seperti antibiotik, garam hempedu dan protease.

Porin memastikan pengambilan dan penghapusan molekul hidrofilik kecil, sehingga memungkinkan sel memperoleh nutrien yang diperlukan untuk berfungsi dengan baik dan dapat membebaskan diri dari produk buangan. Di E. coli, porin memungkinkan masuknya disakarida, fosfat, dan molekul kecil lain.

Pemasangan porin di eukariota dan prokariota

Porin mitokondria diimport ke dalam mitokondria oleh kompleks protein yang disebut TOM (translocase dari membran mitokondria luar) dan dimasukkan oleh kompleks SAM (klasifikasi protein dan mesin pemasangan).

Banyak kajian telah menjelaskan bagaimana beberapa protein membran luar bakteria diimport ke dalam mitokondria sel eukariotik oleh mekanisme yang dikendalikan oleh kompleks TOM dan SAM, yang menunjukkan bahawa proses penyisipan ini telah dilestarikan di antara kedua sistem tersebut.

Pada bakteria, porin dimasukkan oleh kompleks yang dimiliki oleh mesin pemasangan laras β yang disebut BAM. Kompleks ini terdiri daripada lima protein, empat daripadanya adalah lipoprotein.

Walaupun proses penyisipan porin dan strukturnya serupa antara sel eukariotik dan prokariotik, perbezaan yang ketara ialah, pada prokariota, kehadiran lipoprotein diperlukan untuk penyisipan struktur ini.

Sebaliknya, pemasangannya pada membran luar mitokondria bergantung pada kehadiran dua protein tambahan dari kompleks SAM: protein Sam35 dan Sam36.

Rujukan

1. Alberts, B., Bray, D., Watson, JD, Lewis, J., Roberts, K. & Raff, M. (2002). Biologi Molekul sel. Edisi keempat. Ed. Garland Sains.
2. Devlin, MT (1993). Texbook Biokimia Dengan Korelasi Kimia. Ed. John Wiley & Sons, Inc.
3. Lodish, H. (2005). Biologi selular dan molekul. Panamerican Medical Ed.
4. Schirmer, T., & Rosenbusch, JP (1991). Porin prokariotik dan eukariotik. Pendapat Semasa dalam Biologi Struktur, 1 (4), 539-545.
5. Schulz, PRU (1993). Porin bakteria: struktur dan fungsi. Pendapat Semasa dalam Biologi Struktur, 5 (4), 701-707.
6. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biokimia. Panamerican Medical Ed.
7. Zeth, K., & Thein, M. (2010). Porin dalam prokariota dan eukariota: tema dan variasi umum. Jurnal Biokimia, 431 (1), 13-22.