Войти
Мембранный транспортный белок (или просто переносчик) представляет собой мембранный белок участвует в движении ионов, малых молекул и макромолекул, таких как другой белок, через биологическую мембрану. Транспортные белки - это интегральные трансмембранные белки ; то есть они постоянно существуют внутри и охватывают мембрану, через которую они переносят вещества. Белки могут способствовать перемещению веществ за счет облегченной диффузии или активного транспорта. Два основных типа белков, участвующих в таком транспорте, в широком смысле классифицируются как каналы или носители. В растворенных носителях и атипичный ТСП являются вторичными активными или стимулированием транспортеров в организме человека. В совокупности мембранные транспортеры и каналы являются транспортомами. Транспортомы регулируют клеточный приток и отток не только ионов и питательных веществ, но и лекарств.
Носитель не открыт одновременно как внеклеточные и внутриклеточным среды. Либо его внутренние ворота открыты, либо открыты внешние ворота. Напротив, канал может быть открыт для обеих сред одновременно, позволяя молекулам диффундировать без перерыва. Носители имеют сайты связывания, а поры и каналы - нет. Когда канал открыт, миллионы ионов могут проходить через мембрану в секунду, но обычно только от 100 до 1000 молекул проходят через молекулу-носитель за одно и то же время. Каждый белок-носитель предназначен для распознавания только одного вещества или одной группы очень похожих веществ. Исследования коррелировали дефекты в определенных белках-носителях с конкретными заболеваниями.
Действие натрий-калиевого насоса является примером первичного активного транспорта. Два белка-носителя слева используют АТФ для вывода натрия из клетки против градиента концентрации. Белки справа используют вторичный активный транспорт для перемещения калия в клетку. Активный транспорт - это движение вещества через мембрану против градиента его концентрации. Обычно это делается для накопления высоких концентраций молекул, в которых нуждается клетка, таких как глюкоза или аминокислоты. Если в процессе используется химическая энергия, такая как аденозинтрифосфат (АТФ), это называется первичным активным транспортом. Вторичный активный транспорт включает использование электрохимического градиента и не использует энергию, производимую в ячейке. В отличие от канальных белков, которые только пассивно переносят вещества через мембраны, белки-носители могут переносить ионы и молекулы либо пассивно, за счет облегченной диффузии, либо посредством вторичного активного транспорта. Белок-носитель необходим для перемещения частиц из областей с низкой концентрацией в области с высокой концентрацией. Эти белки-носители имеют рецепторы, которые связываются со специфической молекулой (субстратом), нуждающейся в транспорте. Транспортируемая молекула или ион (субстрат) должны сначала связываться в сайте связывания в молекуле-носителе с определенным сродством связывания. После связывания и пока сайт связывания обращен в одну сторону, носитель захватит или закроет (захватит и удержит) субстрат в своей молекулярной структуре и вызовет внутреннюю транслокацию, так что отверстие в белке теперь обращено к другой стороне плазматическая мембрана. Субстрат белка-носителя высвобождается в этом месте в соответствии с его аффинностью связывания там.
Облегченная диффузия в клеточной мембране, показаны ионные каналы (слева) и белки-носители (три справа). Облегченная диффузия - это прохождение молекул или ионов через биологическую мембрану через определенные транспортные белки и не требует затрат энергии. Облегченная диффузия используется особенно в случае больших полярных молекул и заряженных ионов; как только такие ионы растворяются в воде, они не могут свободно диффундировать через клеточные мембраны из-за гидрофобной природы жирнокислотных хвостов фосфолипидов, составляющих бислои. Тип белков-носителей, используемых для облегченной диффузии, немного отличается от тех, которые используются для активного транспорта. Они по-прежнему являются трансмембранными белками-переносчиками, но это закрытые трансмембранные каналы, что означает, что они не перемещаются внутри и не требуют АТФ для функционирования. Субстрат берется с одной стороны закрытого носителя, и без использования АТФ субстрат высвобождается в клетку. Их можно использовать как потенциальные биомаркеры.
Обратный транспорт или реверсирование переносчика - это явление, при котором субстраты мембранного транспортного белка перемещаются в направлении, противоположном их типичному перемещению переносчиком. Обращение переносчика обычно происходит, когда белок мембранного транспорта фосфорилируется определенной протеинкиназой, которая представляет собой фермент, который добавляет фосфатную группу к белкам.
(Сгруппированы по категориям базы данных классификации транспортеров)
Облегченная диффузия происходит в клеточную мембрану и из нее через каналы / поры и носители / переносчики.
Примечание:
Каналы либо в открытом, либо в закрытом состоянии. Когда канал открывается с небольшим конформационным переключением, он открыт для обеих сред одновременно (внеклеточной и внутриклеточной).
На этой картинке изображен симпорт. Желтый треугольник показывает градиент концентрации для желтых кругов, в то время как зеленый треугольник показывает градиент концентрации для зеленых кругов, а пурпурные стержни представляют собой связку транспортного белка. Зеленые круги движутся против своего градиента концентрации через транспортный белок, который требует энергии, в то время как желтые круги движутся вниз по градиенту концентрации, который высвобождает энергию. Желтые круги производят больше энергии за счет хемиосмоса, чем требуется для перемещения зеленых кругов, поэтому движение связано, а некоторая энергия нейтрализуется. Одним из примеров является пермеаза лактозы, которая позволяет протонам снижать градиент концентрации в клетке, а также закачивать в клетку лактозу. Поры:Поры постоянно открыты для этих обеих сред, потому что они не претерпевают конформационных изменений. Они всегда открыты и активны.
Также называются белками-носителями или вторичными носителями.
На картинке изображен унипорт. Желтый треугольник показывает градиент концентрации для желтых кружков, а пурпурные стержни - пучок транспортных белков. Поскольку они движутся вниз по градиенту концентрации через транспортный белок, они могут выделять энергию в результате хемиосмоса. Одним из примеров является GLUT1, который перемещает глюкозу вниз по градиенту ее концентрации в клетку. Транспортеры возбуждающих аминокислот (EAAT) 
На этой картинке изображен антипорт. Желтый треугольник показывает градиент концентрации для желтых кружков, в то время как синий треугольник показывает градиент концентрации для синих кружков, а пурпурные стержни представляют собой связку транспортного белка. Синие кружки движутся против своего градиента концентрации через транспортный белок, который требует энергии, в то время как желтые кружки движутся вниз по градиенту концентрации, который высвобождает энергию. Желтые круги производят больше энергии за счет хемиосмоса, чем требуется для перемещения синих кругов, поэтому движение связано, а некоторая энергия нейтрализуется. Одним из примеров является натрий-протонный обменник, который позволяет протонам снижаться по градиенту их концентрации в ячейке, одновременно откачивая натрий из ячейки. АТФаза F-типа ; ("F" относится к фактору), в том числе: митохондриальная АТФ-синтаза, хлоропластная АТФ-синтаза1Групповые транслокаторы обеспечивают особый механизм фосфорилирования сахаров, когда они транспортируются в бактерии (групповая транслокация PEP).
Трансмембранные переносчики электронов в мембране включают двухэлектронные переносчики, такие как оксидоредуктазы с дисульфидной связью (DsbB и DsbD в E. coli), а также одноэлектронные переносчики, такие как НАДФН-оксидаза. Часто эти окислительно-восстановительные белки не считаются транспортными белками.
Каждый белок-носитель, особенно внутри одной и той же клеточной мембраны, специфичен для одного типа или семейства молекул. Например, GLUT1 - это названный белок-носитель, обнаруженный почти во всех мембранах клеток животных, который переносит глюкозу через бислой. Другие специфические белки-носители также важными способами помогают организму функционировать. Цитохромы действуют в цепи переноса электронов как белки-переносчики электронов.
Ряд наследственных заболеваний включает дефекты белков-носителей в определенном веществе или группе клеток. Цистеинурия (цистеин в моче и мочевом пузыре) - это заболевание, связанное с дефектными белками-переносчиками цистеина в мембранах клеток почек. Эта транспортная система обычно удаляет цистеин из жидкости, которая должна стать мочой, и возвращает эту незаменимую аминокислоту в кровь. Когда этот носитель не работает, большие количества цистеина остаются в моче, где он относительно нерастворим и имеет тенденцию выпадать в осадок. Это одна из причин мочевых камней. Было показано, что некоторые белки-переносчики витаминов сверхэкспрессируются у пациентов со злокачественными заболеваниями. Например, было показано, что уровни белка-носителя рибофлавина (RCP) значительно повышены у людей с раком груди.
Андерле, П., Барбачору, Ч., Бусси, К., Дай, З., Хуанг, Ю., Папп, А., Рейнхольд, В., Сади, В., Шанкаварам, У., и Вайнштейн, Дж. (2004). Мембранные транспортеры и каналы: роль транспортома в химиочувствительности рака и химиорезистентности. Исследования рака, 54, 4294-4301.
