aktív transzport
Aktív közlekedés - Biológiai Osztály, biomembránokban: Structure and Részvétel a kölcsönhatások lépnek fel az aktív anyagok szállítására áthaladnak a membránon révén különleges.
Amikor az aktív szállítási az anyag áthalad a membránon keresztül specifikus transzport fehérje, de szemben a koncentráció gradiens, vagyis a kártya egy alacsonyabb koncentráció az elkülönített a magasabb koncentrációjú. Ez a mozgás energiát igényel. Következésképpen a közlekedési rendszer elvégzésére, és biztosítják a hatalomátvétel. Ezt a problémát oldja különböző módon.
2. Van egy pár anyagátadási a reakciót energodayuschey. Jellemzően, az ilyen reakció az ATP hidrolízisével.
a) A legegyszerűbb kiviteli alakban transzlokáz önmagában nem rendelkezik ATP-áz aktivitás. Például Ca 2+ pumpa szivattyúzott Ca 2+ ionok a tartályban szarkoplazmatikus retikulum.
b) Más esetekben, az ATP hidrolízisével eredményez több komplex képződésével járó reakciókat transzfekciós ágens. Példa - közlekedési aminosavak a bél epiteliális sejtekben a folyamat a felszívódás (ábra 2,9).
Ábra. 2.9. aminosav felszívódás mechanizmusát a bélben (néhány egyszerűsítések)
E - kapcsolódó a membrán g-glutamil-transzferáz
Ebben az esetben, az aminosav áthalad a membránon transzlokáz, azonnal reakcióba lép a tripeptid glutation - úgy, hogy a két dipeptid képződik. Ez csökkenti a koncentrációt egy adott aminosavat egy sejtmembrán-tér, amely megkönnyíti a diffúziós membránján keresztül új részeinek aminosav. Ezután a sorozatot ekzergonichekih reakciók (azaz reakciók lefolytatása energia kiadás):
- összeomlása mind dipeptid
- újraszintézisét a glutation és a kiadások három molekula ATP.
Az eredmény az, hogy egy molekula szívó amino elfogyasztott energia 3 molekula ATP (≈ 150 kJ / mól aminosav). Ez az energia több mint elég ahhoz, hogy leküzdeni az akadályt a koncentráció.
c) Ezenkívül az ATP hidrolízis, a közvetlen energiaforrás irányuló aktív transzport lehet vostannovitelny oxidációs folyamat. Ez a folyamat zajlik a mitokondriumokban (2.10 ábra).
Az elektronok mozgása a légzési lánc energiát termel, hogy használják a szivattyú protonok a mátrixból a intermembrán helyet a mitokondriumok keresztül a belső mitokondrium-hártyán.
Ez létrehoz egy proton gradiens. energia, amely azután felhasználható az ATP szintézis során fordított mozgása protonok a mátrix egy koncentrációgradiens keresztül egy másik közlekedési rendszer - az úgynevezett Áz.
Ábra. 2.10. Konvertálása energia redox reakciók
energiája proton gradiens
MMP - részében fordul elő mitokondriumok
FMN, Q, B, C1. c, A, és A3 - komponens elektrontranszfer lánc
2. A második alapvető mechanizmusa aktív transzport energia - X konjugációs transzfer ágens egy koncentráció gradiens passzív átvitelével egy másik anyag Y mentén koncentrációgradiens. Ebben az esetben, az energia felszabadítását elmozdulás közbeni Y meg kell haladnia az energiafogyasztás elmozdulás közbeni X. Meg lehet tenni két módon: a szimport és antiport (ábra 2.11).
Ábra. 2.11. Párosítása szállítására két anyag
Abban az esetben, a két anyag szimport transzlokáz át az egyik oldalon. Ie molekula Y, diffundáló mentén gradiens annak koncentrációja, mivel van húzva együtt a X vegyületet
Az ilyen, különösen a mechanizmus a glükóz reabszorpció vesetubulusokban: az áthatol az epithelialis sejtek által szimport ionokkal Na +.
Ha mindkét résztvevő anyagok szimport, ionok, ezek az ellentétes töltésű.
Abban az esetben, -antiporter transzlokázból szállítják kölcsönösen ellentétes irányban. Ie Y molekulát, mintha az adatcsere egy molekula X. Ha Y ebben az esetben az anyag által szétszórt a koncentrációgradiens, a rendszer az úgynevezett. ATP-független cserét. Az eukarióták, mint antiport nagyon ritkán. Sokkal gyakoribb rendszer, ahol a antiport közvetlenül két anyag nekinyomódik a koncentráció gradiens. Egy ilyen rendszer neve. ATP-dependens antiporter. Ebben az esetben -ionok töltések.
Egy példa erre antiporter Na +. K + pumpa szerepe vagy Na +. K + -függő ATP-áz jelen van szinte minden sejt plasmolemma.
2.2.1. A szerkezete és működése Na +. K + kutakat ad.
Na +. K + pumpa szerepe egy fehérje, amely két a- (95 000 Da) és két b- (40,000 dalton) alegységek. ATP-t használva energiát hordoz ionok Na + és K + ellen koncentráció gradiens: ionok Na + - ki a sejt, és az ionok a K + - a sejtbe. Ez köszönhető a munkát a szivattyú létrehoz egy meredeken ferde eloszlás az adatok az ionok a sejt és a sejten belüli környezetben. A koncentráció Na + ionok lényegesen nagyobb, sejtek és ionok K + - a sejteken belül (2.2 táblázat). Fontos jellemzője a szivattyú aktivitását az, hogy mivel a bomlási 1 ATP molekulák előfordul szivattyúzás 3 Na + ionok és ezzel egyidejűleg pumpáló a ketrecbe 2 az ionok K +.
Fontos jellemzője a szivattyú aktivitását - jellemző sztöchiometria: 1 miatt a bomlási ATP molekulák előfordul szivattyúzás 3 Na + ionok és ezzel egyidejűleg intravénás sejtbe 2 K + ionok. A számítások azt mutatják, hogy ebben az esetben csak eloszlik
10% -a az energiát ATP; fennmaradó 90% alakítjuk az energia a koncentráció gradiens. Ilyen energia átalakítás hatásfoka nyilvánvalóan nagyon magas.
Tekintsük a szivattyú akció elvét. Megállapítást nyert, hogy a 4-alegység szivattyú kombinációja egy összetett, hogy egy üreg. Elején a következő ciklusban a szivattyú kamra nyitott a belső oldalán a membrán, ahol tele van 3 ion Na +. Ahhoz, hogy az elektromos taszítás között ionok energiát igényel.
Táblázat 2.2. A eloszlása ionok között külső és belső környezet az izomszövetekben
Úgy tűnik, közvetlenül erre és fogy ATP. Valóban, kötődése Na + ionok kezdeményezi az ATP hidrolízisével molekulák. Azonban ez a hidrolízis nem csak energiát biztosít az első szakaszban a ciklus, hanem viszont indítja a következő szakaszba. Például, a foszfát csoportot átviszi, az ATP-ről a fehérje, amely megváltoztatja annak konformációját. Ennek eredményeként az üreg a ionok Na + megnyílik a másik oldalon a membrán - a külső. Az erő az elektromos taszítás között ionok hatására azok felszabadítják az extracelluláris környezetbe, annak ellenére, hogy a nagy koncentrációjú őket ide. Ahelyett, hogy a Na + ionok üreg 2 tele van egy ion K +. Esetleg, egy kisebb mennyiségű ilyen ionok miatt egyszerűen annak a ténynek, hogy azok nagyobb. Egy másik magyarázat az lehet, hogy a két ion sokkal kisebb, mint az erő az elektromos taszítás. És végül, a harmadik szempontból, ez nem a méret az üreg és ionokat, és a kötődési helyek száma, a szivattyú: azok Na + -3, és a K + - 2.
A kötődés K + ionok kiváltja defoszforiláció transzlokáz. Egyrészt, láthatóan maradványait ATP szabadul fel energia tárolódik a kapcsolat egy foszfát csoport. És, másrészt, defoszforilációja konformációja transzlokáz visszatér az eredeti állapotába: üreget újra a belső oldalán a membrán, ami ionok szabadulnak K +. Így arra a következtetésre jutott a szivattyú ciklusban.
Van egy fontos csoportja a drogok-TION szerek, amelyek gátolják dei Corollárium Na +, K + szivattyú. Ez a szívglikozidok (digitálisz alkaloidok). Ezeket olyan, K + ionok való kötődésért a transzlokáz annak külső oldalán.
Legfőképpen az intézkedés ezen alapok viszonylatában ábrázolt közepéig dechnoy izmokat. Ezért, a szarkoplazma kardiomiocita-TION koncentráció növeli Na +. Csökkenti az ingerlékenység mio-cardia. És ezzel egyidejűleg növeli a koncentrációt Ca 2+ (valószínűleg annak a ténynek köszönhető, hogy a közlekedés a cellából fordul cserébe extracelluláris Ca + ionok. Annak érdekében, hogy nagyobb sejten belüli koncentrációja Na + cserélt gyengébb). Az ionok, mint Ca2 + növelik a szívizom kontraktilitását. Ennek eredményeként a kontrakció a szív egyre ritkább és erős.
2.2.2. közlekedési rendszer Ca 2+ ionok vázizomszövetet.
Ez a rendszer biztosítja egy másik példa olyan aktív szállítási kis molekulatömegű anyagok. Táblázat szerint. 2.2, a sejtek citoplazmájában - a rendkívül alacsony koncentrációban szabad (azaz nem-fehérje) Ca 2+ ionok. A harántcsíkolt izom (csontváz és a szív) érhető el az aktivitását két szivattyú (ábra. 2.13).
Ábra. 2.13. Közlekedési rendszer ionok vázizomszövetet
A - Na + -függő Ca 2 + pumpa szerepe - valószínűleg plasmolemma szivattyúk és Ca 2+ ionok az extracelluláris közegbe.
Úgy látszik, ahol minden egyes ion cserélődik Ca 2+ Na + 2 ion. hogy adja meg a cella mentén gradiens annak koncentrációja. Így ez a viszonylag ritka az eukariótákban esetben, ha a tápfeszültség a aktív transzport ionok használunk antiport.
Ez a szivattyú pumpálja a Ca 2+ ionok a szarkoplazmatikus retikulumból szarkoplazmatikus a tartályban, ahol kötődnek fehérje kalsekvestrinom. Szállítás közben leküzdeni hozzávetőleg 10000-szeres különbség van a koncentrációja a Ca 2+ ionok. ATP szolgál energiaforrásként, így a második neve ennek a szivattyú - Ca 2+ -függő ATP-áz.
A szétesési 1 ATP molekulának az átutalást a tartály 2 Ca 2+ ionok. Ez sztöchiometriája azt jelenti, hogy az energia a koncentráció-gradiens lesz 90% az energia az ATP macroergic kommunikációs terminál.
Ca 2 + pumpa szerepe szerkezete hasonló a Na +. K + pumpa: ez is tartalmaz 2 nagy alegységének 95 000 igen és 2 glikoprotein alegység 50000 Dalton.
A szarkoplazmatikus membrán van egy másik közlekedési rendszer - Ca 2 + -csatornákat. Amikor egy izom nem kap áramot, ezek a csatornák zárva vannak.
Gerjesztés hatására az izomrostok vagy szívizomsejt Ca 2+ csatornákat nyitva. Kiváltása továbbított jel a szarkolemma és a további T-tubulusok (betüremkedése sarcolemma) érintkezik az utóbbi retikulum membránján. Ugyanakkor a konkrét az átvitel nem tisztázott.
Keresztül nyitott csatornák Ca 2+ ionok aktívan lépnek szarkoplazma: impulzusonként - körülbelül 120 iont 1 mm 2 szarkoplazmatikus membrán. Mivel a teljes szarkoplazmatikus membrán terület nagyon magas, és a kezdeti koncentráció a Ca 2+ ionok a szarkoplazma nagyon alacsony volt, mint eredményeként a koncentráció nőtt 100-szor.
Ezzel lehetővé tette a kölcsönhatás a vékony és a vastag myofilamentumok a miofibrillumok - ez utóbbi elkezd zsugorodni.
Végén a folyamat Ca 2+ csatornák zárva vannak, és a feleslegben Ca 2+ szivattyúzzuk vissza a Ca 2+ kutakat ad szarkoplazmatikus a szarkoplazmatikus tartályban.
Ez A fentiekből következik, hogy az extracelluláris és intracelluláris Ca 2+ van a kontraktilitás az izmok az ellenkező hatást.
Például az extracelluláris Ca 2+, akadályozva a nyitó Na + csatornák, csökkenti az ingerlékenység a membránokat, és így nyilvánvalóan csökkenti a vágások száma. Koncentrációjának csökkenésével extracelluláris Ca 2+ megfigyelt görcsök.
Ezzel szemben, az intracelluláris Ca 2+ szükséges a csökkentésére, és csökkenti a koncentrációját csökkenti gyengítik vagy eltörhet.
Minden téma ebben a szakaszban:
funkciói a biológiai membránok
Mint ismeretes az állati sejtmembránok sok különböző - egy ketrecben körülvevő plazma membrán (cytolemma), a belső és a külső membrán a nukleáris burok, az endoplazmatikus retikulum membránján,
struktúra elve
Annak ellenére, hogy a membránok között, vannak bizonyos különbségek, ezek mind épül elvet. Jelenleg a legismertebb használó folyadék-m
Fő mennyiségi membránjának jellemzői
1. Az arány a teljes súlya a lipidek és fehérjék a membránok általában közel 1: 1, de néha változik 4: 1 és 1: 4. 2. Így lipidek (ellentétben a fehérjék) kis molekulatömegű
A fő tulajdonságai a membránok
1. lezárása. Lipid kettős mindig önálló, önmagában zárt, így egy teljesen körülhatárolt rekesszel. Csak ebben az esetben, mind a hidrofób lipid okazyvayuts
membránlipidek
A kompozíció a membrán lipidek közé tartoznak a következő osztályokba: 1. A foszfolipidek szfingolipidek 2. 3. 4. szteroidok glikolipidek, és a koleszterin imenno-.
membránfehérjék.
Ellentétben lipid membrán fehérjék nehezen lehet besorolni szerkezetük. Ennek alapján a funkcionális szerepe a fehérje lehet osztani a következő csoportok: 1. A jet
A fehérjék részt vesznek a jelek továbbítása az egyik cellából a másikba.
Az ilyen átadás végezzük nagyon sok esetben a legkülönfélébb módokon. Például, a neurális és a neuromuszkuláris szinapszisokban az úgynevezett ionotrop receptorok jel Mall
Módszerek átvitelére vegyületek membránon keresztül a kis molekulatömegű
Anyagok szállítása belül és a sejten kívül, és a között a citoplazmában és a különböző szubcelluláris organellumokat (mitokondriumok, sejtmag, stb) által nyújtott membránok. Ha a membránok üreges rúd
Kationos csatornák és n-holinoretseptora
Kationos csatornák (Fig.2.6) vannak a posztszinaptikus membrán a kolinerg szinapszisok tartalmazó n-kolinerg receptorok. Az utóbbi, mint már említettük, a kettős f
Antibiotikumok vivőanyagaként ionok
Vannak olyan anyagok, amelyek nem természetes membrán alkotóelemeket, de elősegítheti a áthatolni bizonyos ionok. Alapvetően ez Antibes
átviteli módok
Biomembranes átmegy nem csak az alacsony molekulatömegű anyagok, hanem a nagy molekulatömegű vegyületet, és még a viszonylag kis részecskék. Napfény részecskék származó keresztül plasmolemma
exocitózisa acetilkolin
Acetilkolin keletkezik a citoplazmában a preszinaptikus terminál, és csak ezt követően beáramlik szinaptikus vezikulák (vagy szinaptoszómák; ris.2.15). Ezzel párhuzamosan, a végén ott szokásosan
A család ragasztó membránfehérjék
A aggregáció hasonló sejtek felelősek transzmembrán Gly-koproteidy. Azonnal következő vegyületet - adhéziós, sejt-otve chayut molekula úgynevezett SAM fehérjék (sejtadhéziós molekulákat)