PROTEIN TRANSPORTER MEMBRAN: FUNGSI DAN JENISNYA - BIOLOGI - 2025

The pengangkut membran adalah protein membran penting khusus dalam menjalankan pengangkutan khusus ion dan molekul kecil larut kedua-dua belah membran sel.

Oleh kerana molekul-molekul ini tidak dapat menembus jantung hidrofobik lipid dua lapisan, protein ini membolehkan sel untuk: menjaga persekitaran yang ditentukan secara berbeza, mengambil nutrien, mengeluarkan sisa produk metabolisme, dan mengatur kepekatan ion dan molekul.

Protein pengangkut membran. Oleh Emma Dittmar - Hasil karya sendiri, CC BY-SA 4.0, https: //commons.wikimedia.org/w/index.php? Curid = 64036780

Protein pengangkut telah dikelaskan kepada dua kumpulan besar: saluran dan pengangkut. Pengangkut secara khusus mengikat molekul untuk diangkut dan mengalami perubahan konformasi untuk dapat menggerakkannya. Pada gilirannya, saluran tidak mengikat molekul, melainkan membentuk terowong dari mana mereka bergerak bebas, hanya dikecualikan oleh jejari molekulnya.

Selain klasifikasi ini, ada yang lain yang mempertimbangkan jumlah molekul yang akan diangkut, arah di mana mereka diangkut, kebergantungan atau tidak pada tenaga dan sumber tenaga yang mereka gunakan.

Mengangkut membran sel

Sintesis membran adalah peristiwa evolusi terakhir yang menimbulkan sel.

Semua membran sel merupakan penghalang yang menentang laluan bebas ion dan molekul ke dalam dan keluar dari sel. Walau bagaimanapun, mereka mesti membenarkan kemasukan mereka yang penting untuk operasi mereka dan juga keluarnya sampah.

Oleh itu, perdagangan molekul di kedua arah dilakukan secara terpilih. Dengan kata lain, sel memutuskan siapa yang akan dilepaskan atau keluar dan pada pukul berapa.

Untuk mencapainya, ia menggunakan kewujudan protein transmembran khusus yang berfungsi sebagai saluran atau gerbang, yang disebut sebagai pengangkut membran.

Kira-kira 20% gen dalam kod sel untuk protein pengangkut membran ini. Ini memberi kita idea mengenai perkaitan yang dimiliki oleh pengangkutan untuk fungsi sel.

Dalam pengertian ini, kajian protein ini sangat penting baik dalam mengenal pasti sasaran kemoterapi, dan juga cara pengangkutan ubat-ubatan ke sel-sel sasaran.

Fungsi pengangkut membran

Pengangkut selular bertanggungjawab untuk memindahkan zat terlarut organik dan bukan organik melalui membran sel.

Pemindahan ini dilakukan secara khusus hanya pada saat sel memerlukannya untuk:

- Mengekalkan kecerunan elektrokimia sel, penting untuk pelaksanaan fungsi penting seperti penghasilan tenaga yang dituntut oleh sel dan tindak balas terhadap rangsangan pada membran yang menarik.

- Ambil makro dan mikronutrien dari medium yang diperlukan untuk membekalkan sel dengan monomer yang akan membentuk kerangka makromolekul penyusunnya (asid nukleik, protein, karbohidrat dan lipid).

- Menanggapi rangsangan dan oleh itu mengambil bahagian dalam proses pemberian isyarat selular.

Jenis protein pengangkut membran

Pengangkut membran telah diklasifikasikan mengikut jenis pengangkutan yang mereka lakukan ke dalam dua kategori luas: saluran dan pengangkut.

Jenis protein pengangkut membran. Oleh LadyofHats (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], dari Wikimedia Commons.

Saluran protein

Protein saluran memediasi pengangkutan pasif molekul air, serta pelbagai jenis ion tertentu. Jenis pengangkutan ini tidak memerlukan tenaga untuk dijalankan dan ia berlaku secara spontan yang memihak kepada kecerunan kepekatan molekul yang akan diangkut.

Nama saluran disebabkan oleh fakta bahawa struktur yang diperoleh protein ini menyerupai terowong, di mana laluan serentak banyak molekul berlaku yang dipilih berdasarkan radius molekulnya. Atas sebab inilah pengangkut ini boleh dianggap sebagai saringan molekul.

Antara fungsi yang berkaitan dengan pengangkut ini adalah penciptaan, penyelenggaraan dan gangguan kecerunan elektrokimia merentasi membran sel.

Walau bagaimanapun, banyak saluran lain bergantian antara keadaan terbuka dan tertutup sebagai tindak balas kepada kedatangan atau penghapusan rangsangan tertentu.

Rangsangan seperti ini boleh bersifat elektrik dalam saluran yang bergantung pada voltan, bahan kimia pada saluran yang bergantung pada ligan, atau fizikal dalam saluran yang bertindak balas terhadap perubahan mekanikal seperti tekanan atau regangan.

Penghantar

Protein transporter juga disebut pembawa atau meresap. Mereka menggunakan kecerunan elektrokimia untuk melakukan pengangkutan ke satu atau sisi membran yang lain.

Protein transporter jenis ini dapat mengantara dua jenis pengangkutan. Pengangkutan pasif molekul yang difasilitasi dalam satu arah dan penurunan kecerunan konsentrasi atau pengangkutan dua molekul yang berbeza.

Pada gilirannya, cotransport ke arah yang sama dilakukan oleh symporters dan sebaliknya oleh anticarrier.

Sebaliknya, tidak seperti saluran, yang membenarkan laluan serentak banyak molekul melaluinya, pengangkut hanya membenarkan laluan terhad dan spesifik sejumlah molekul tertentu. Untuk memastikan ini, mereka mempunyai laman web pengikatan khusus.

Dalam kes ini, setelah pengikatan molekul ke transporter berlaku, yang terakhir mengalami perubahan konformasi yang memperlihatkan tapak pengikatan ke sisi lain membran, sehingga memihak kepada pengangkutan.

Ketergantungan ini pada perubahan struktur protein pembawa melambatkan kadar molekul diangkut.

Jenis penghantar

Berdasarkan kebergantungan atau tidak tenaga untuk melakukan pengangkutan, protein transporter dapat diklasifikasikan menjadi: pengangkut fasilitator pasif dan pengangkut aktif.

- Penghantar pemudah cara pasif

Pengangkut pemudah cara pasif tidak memerlukan bekalan tenaga dan melakukan pengangkutan molekul dari zon berkepekatan tinggi ke salah satu kepekatan rendah.

- Aktif memudahkan pengangkut

Sebaliknya, pengangkut aktif memerlukan input tenaga untuk menggerakkan bahan melawan kecerunan kepekatannya. Mekanisme ini bertindak balas terhadap proses pengangkutan yang aktif.

Penghantar Utama (pam)

Pam melakukan pengangkutan ion dan molekul ke media intraselular dan ekstraselular, menggunakan mekanisme pengangkutan aktif utama.

Artinya, mereka menggunakan tenaga dari hidrolisis ATP untuk menjadikan "pergerakan ion dan molekul menanjak" menjadi proses yang sangat baik.

Salah satu fungsi yang berkaitan dengan jenis pengangkut ini adalah penghasilan ciri medium asid dalaman lisosom sel haiwan, vakuola sel tumbuhan dan lumen perut.

Pengangkut aktif sekunder

Pengangkut ini memanfaatkan tenaga yang dibebaskan semasa transport ion untuk memihak kepada kecerunan elektrokimia untuk dapat mengangkut molekul lain terhadap kecerunan kepekatannya. Dengan kata lain, mereka melakukan pengangkutan molekul aktif sekunder.

Rujukan

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. 2002. Molekul Biologi Sel, edisi ke-4. New York: Sains Garland.
2. Bennetts HS. Konsep aliran membran dan vesikulasi membran sebagai mekanisme untuk pengangkutan aktif dan pengepaman ion. J BiophysBiochemCytol. 1956; 25: 2 (4 Suppl): 99-103.
3. Oparin AI, Deborin GA. Model pengangkutan protein aktif melalui membran lipid. Ukr Biokhim Zh. 1965; 37 (5): 761-768.
4. Schneider M, Windbergs M, Daum N, Loretz B, Collnot EM, Hansen S, Schaefer UF, Lehr CM. Melintasi halangan biologi untuk penyampaian ubat maju. Eur J Pharm Biopharm. 2013; 84: 239-241.
5. Seeger MA. Penyelidikan transporter membran pada masa struktur yang tidak terkira banyaknya. Biochim Biophys Acta Biomembr. 2018; 1860 (4): 804-808.
6. Volpe DA. Uji pengangkut sebagai alat in vitro yang berguna dalam penemuan dan pengembangan ubat. Opin Pakar Dadah Discov. 2016; 11 (1): 91-103.
7. Wang F, Wang Y, ZhangX, Zhang W, Guo S, Jin F. Kemajuan terkini peptida yang menembusi sel sebagai pembawa baru untuk penghantaran kargo intraselular. Pelepasan Kawalan J. 2014; 174: 126-136.