Примером транслоказы, работающей по механизму пассивного антипорта, может служить анионный переносчик мембраны эритроцитов

ПЕРЕНОС ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНЫ

Одна из главных функций мембран – регуляция переноса веществ в клетку и из клетки, сохранение веществ, которые нужны клетке, и освобождение от ненужных. Прохождение веществ через мембраны может проходить по градиенту концентрации – пассивный транспорт и против градиента концентрации – активный транспорт.

Любая молекула может пройти через липидный бислой, однако скорость пассивной диффузиивеществ, т.е. перехода вещества из области с большей концентрацией в область с меньшей, может сильно отличаться. Для некоторых молекул это занимает столь длительное время, что можно говорить об их практической непроницаемости для липидного бислоя мембраны. Скорость диффузии веществ через мембрану зависит главным образом от размера молекул и их относительной растворимости в жирах.

Легче всего проходят простой диффузиейчерез липидную мембрану малые неполярные молекулы, такие как О₂, стероиды, а также жирные кислоты. Малые полярные незаряженные молекулы - СО₂, NH₃, Н₂О, этанол, мочевина - также диффундируют с достаточно большой скоростью. Диффузия глицерола идёт значительно медленнее, а глюкоза практически не способна самостоятельно пройти через мембрану. Для всех заряженных молекул, независимо от размера, липидная мембрана непроницаема.

Транспорт таких молекул возможен благодаря наличию в мембранах либо белков, формирующих в липидном слое каналы (поры), заполненные водой, через которые могут проходить вещества определённого размера простой диффузией, либо специфических белков-переносчиков, которые избирательно взаимодействуя с определёнными лигандами, облегчают их перенос через мембрану (облегчённая диффузия).

Облегчённая диффузия веществ

В мембранах клеток существуют белки-транслоказы.Взаимодействуя со специфическим лигандом, они обеспечивают его диффузию (транспорт из области большей концентрации в область меньшей) через мембрану. В отличие от белковых каналов, транслоказы в процессе взаимодействия с лигандом и переноса его через мембрану претерпевают конформационные изменения. Кинетически перенос веществ облегчённой диффузией напоминает ферментативную реакцию. Для транслоказ существует насыщающая концентрация лиганда, при которой все центры связывания белка с лигандом заняты, и белки работают с максимальной скоростью V_max. Поэтому скорость транспорта веществ облегчённой диффузией зависит не только от градиента концентраций переносимого лиганда, но и от количества белков-переносчиков в мембране.

Существуют транслоказы, переносящие только одно растворимое в воде вещество с одной стороны мембраны на другую. Такой простой транспорт называют "пассивный унипорт".Примером унипорта может служить функционирование ГЛЮТ-1 - транслоказы, переносящей глюкозу через мембрану эритроцита:

Облегчённая диффузия (унипорт) глюкозы в эритроциты с помощью ГЛЮТ-1 (S - молекула глюкозы).

Молекула глюкозы связывается переносчиком на наружной поверхности плазматической мембраны. Происходит конформационное изменение, и центр переносчика, занятый глюкозой, оказывается открытым внутрь клетки. Вследствие конформационных изменений переносчик теряет сродство к глюкозе, и молекула высвобождается в цитозоль клетки. Отделение глюкозы от переносчика вызывает конформационные изменения белка, и он возвращается к исходной "информации.

Некоторые транслоказы могут переносить два разных вещества по градиенту концентраций в одном направлении - пассивный симпорт,или в противоположных направлениях - пассивный антипорт.

Типы (виды) облегчённой диффузии с участием переносчиков (транслоказ). S₁, S₂- разные молекулы.

Примером транслоказы, работающей по механизму пассивного антипорта, может служить анионный переносчик мембраны эритроцитов.

Пассивный антипорт анионов НСО3- и Сl- через мембрану эритроцитов.

Б - когда кровь достигает лёгких транслоказа производит обмен ионами в противоположных направлениях. Такая "челночная" система работает… Внутренняя митохондриальная мембрана содержит много транслоказ, осуществляющих…

Некоторые митохондриальные переносчики.

Кроме пассивного транспорта веществ, в клетках есть белки, активно перекачивающие определённые растворённые в воде вещества (например диффузия Н+,… Строение и функционирование белковых каналов Каналы в мембране формируются интегральными белками, которые "прерывают" липидный бислой, образуя пору,…

Последовательность событий в процессе работы Са2+-АТФ-азы.

Нарушение активности Са2+-АТФ-азы при патологии.

2. Вторично-активный транспортпроисходит за счет затрат энергии градиент концентрации одного из переносимых веществ. Присоединение в активный центр… Примером такого типа транспорта может служить Na+,Са2+-обменник плазматической мембраны (активный антипорт), ионы…

Натрий-зависимый транспорт ионов кальция.

A - Na⁺-зависимый переносчик ионов кальция; Б - Na⁺, К⁺-АТФ-аза.

По механизму активного симпорта происходят всасывание глюкозы клетками кишечника и реабсорбция из первичной мочи глюкозы, аминокислот клетками почек

Механизм активного симпорта.

Перенос через мембрану макромолекул и частиц: эндоцитоз и экзоцитоз Траспортные белки обеспечивают перемещение через клеточную мембрану полярных… Перенос макромолекул, например белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов из среды в клетку происходит вместе с частью…

Положение рецепторов ЛПНП в цитоплазматической мембране.

Количество рецепторов в окаймлённой ямке плазматической мембраны варьирует в зависимости от потребности клетки в холестероле. Нарушение структуры…

Экзоцитоз

В организме имеются как регулируемый, так и нерегулируемый пути экзоцитоза. Нерегулируемая секрецияхарактеризуется непрерывным синтезом… Для регулируемой секреции характерны хранение приготовленных на экспорт…

Регуляция секреции инсулина.

Повышение концентрации глюкозы приводит к увеличению соотношения АТФ/АДФ в В-клетке, закрытию АТФ-зависимых калиевых каналов, деполяризации, раскрытию потенциалзависимых кальциевых каналов. Повышение концентрации ионов калия и кальция в В-клетке инициирует слияние секреторных пузырьков (инсулинсодержащих гранул) с мембраной и выделение содержимого пузырьков (инсулина) из клетки.

 

 

Механизмы переноса веществ через мембраны по градиенту концентрации

  Облегчённая диффузия (унипорт) глюкозы в эритроциты с помощью ГЛЮТ-1 (S -…

Пассивный антипорт анионов НСО3- и Сl- через мембрану эритроцитов.

 

 

Митохондриальные переносчики.

 

 

Строение и функционирование Nа+,К+-АТФ-азы плазматической мембраны.

Механизм функционирования Са2+-АТФазы

 

Са2+-канал мембраны ЭПР, регулируемый инозитол-1,4,5-трифосфатом