운반체 단백질 및 활성막 수송에 대하여

운반체 단백질과 활성막 수송에 관해 알아보자!!!

 

 

 

안녕하세요 오늘은 운반체 단백질과 활성막 수송에 관한 기작에 대해 알아보겠습니다. 운반체 단백질이 지질 이중층을 가로질러 용질 분자를 전달하는 과정은 효소-기질 반응과 유사하며, 많은 방식으로 운반체가 효소처럼 행동합니다. 그러나 일반적인 효소-기질 반응과 달리 운반된 용질은 운반체 단백질에 의해 공유적으로 변형되지 않고 대신 막의 다른 측면으로 변하지 않고 전달됩니다.

 

각각의 유형의 운반체 단백질은 이의 용질(기질)에 대한 하나 이상의 특이적 결합 부위를 갖습니다. 이는 전체 용질 전송 지질 이중층을 교대 solute- 노출 가역 구조적 변화가 진행하여 결합 부위를 먼저 한쪽의 막 다른 쪽에 하고 있습니다. 이러한 운반체 단백질이 어떻게 작동하는가에 대한 개략적인 모델은 위에 그럼에 자세히 설명되어 있습니다. 운반체가 포화 되면 (즉, 모든 용질-결합 부위가 점유 되면), 수송 속도는 최대입니다. 이 속도 ( V max이라고 함)는 특정 반송파의 특성이며 반송파가 두 형태 상태 사이에서 폴립 할 수 있는 속도를 반영한다. 또한, 각 수송 단백질의 용질에 대한 일정 특성 결합 하는 K의 m을 전송 늦은 가 최댓값의 절반입니다. 효소와 마찬가지로, 용질의 결합은 경쟁적 억제제 (같은 결합 부위에 대해 경쟁하고 운반체에 의해 운반되거나 운반되지 않을 수 있음) 또는 비경쟁적 억제제 (다른 곳에 결합하여 운반체의 구조를 구체적으로 변경함)에 의해 특이적으로 차단될 수 있다.)

 

1. 결합된 운반체는 막을 가로질러 한 용질의 오르막 운반을 다른 막의 내리막 운반과 연결합니다.

 

2. ATP 구동 펌프는 오르막 수송을 ATP의 가수 분해로 연결합니다.

 

3. 박테리아 세포에서 주로 발견 하는 광구 등 펌프는 박테리아 로돕신과 같이 오르막 수송을 빛으로부터의 에너지 입력으로 연결합니다.

 

아미노산 산 서열 비교는 많은 경우에 경력 중재 단백질 사이의 분자 설계에 강한 유사성이 있습니다. 그 제안 능동수송을 하고 중재것과 수동 전송을 합니다. 예를 들어 다양한 당의 활성 흡수를 유도하기 위해 원형질막을 가로질러 H+ 구매에 저장된 에너지를 사용하는 일부 박테리아 운반체는 구조적으로 수동 포도당을 매개하는 운반체와 유사합니다. 대부분의 동물 세포로 이동합니다. 이것은 다양한 운반체 단백질 사이의 진화 관계를 암시합니다. 그리고 에너지원으로서 작은 대사산물과 설탕의 중요성을 고려할 때, 운반체의 슈퍼 가족이 고대의 것임을 놀라운 것은 아닙니다.

 

우리는 이온 구배에 의해 구동되는 운반체 단백질을 고려하여 능동수송에 대한 논의를 시작할 수 있습니다. 이들 단백질은 모든 세포에서 막을 가로질러 작은 대사산물의 수송에 결정적인 역할을 합니다. 그런 다음 거의 모든 세포의 원형질막에 있는 Na+ 펌프를 포함하여 ATP구동 펌프에 대해 논의합니다.

 

 

 

 

이온 그라디언트에 의해 능동 수송이 가능합니다.

 

일부 경력 단백질은 단지 당일 전송 용질의 한쪽에서 막 속도로 다른 판단하여 상기와 같이 V 최대 및 K의 m 그들은 uniporters라고 합니다. 보다 복잡한 동역학을 갖는 다른것들은 결합된 경력으로써 가능하며, 하나의 용질의 이송은 초의 이송에 엄격하게 의존한다. 짝링된 운송은 symporters에 의해 수행되는 같은 방향으로 두 번째 용질의 동시 전송 또는 antiporter에 의해 수행되는 반대 방향으로 두 번째 용질의 전송을 포함합니다.

 

두 용질의 수송 사이의 긴밀한 결합은 이들 운반체가 다른 하나를 수송하기 위해 하나의 용질 , 전형적으로 이온의 전기 화학 구배에 저장된 에너지를 수확할 수 있게 합니다. 이러한 방식으로, 무기 이온이 전기 화학 구매로 이동하는 동안 방출된 자유 에너지는 전기 화학 구배에 대해 오르막의 다른 용질을 펌프질 하는 구동력으로 사용됩니다. 이 원칙은 어느 방향으로든 작동할 수 있습니다. 일부 결합 반송파는 심 포터로 기능하고 다른 일부는 반 포터로 기능합니다. 동물 세포의 원형질막에서 Na + 는 전기 화학 구매가 전기 화학 구매에 큰 구동력을 제공하는 일반적인 공동 수송 이온입니다. 제 2 분자의 활성 수송 . 운반 중에 세포로 들어가는 Na + 는 이후 플라스마 막의 ATP 구동 Na + 펌프에 의해 펌프질되며 , Na + 기울기를 유지함으로써 간접적으로 운반을 구동합니다. (이러한 이유로 이온 구동 운반체는 2차 활성 운반을 매개하는 반면 ATP 구동 운반체는 1차 활성 운반을 매개하는 것으로 알려졌습니다.) 예를 들어, 장 및 신장 상피 세포는 Na +원형질막을 가로지르는 구배; 각 시스템은 소그룹의 관련 당 또는 아미노산을 세포로 가져오는 데 특이적입니다. 이 시스템에서 용질과 Na + 는 운반체 단백질의 다른 부위에 결합합니다. Na + 는 전기 화학 구배 아래로 세포 내로 이동하는 경향이 있기 때문에, 당 또는 아미노산은 어떤 의미에서 세포 내로 "드래그"된다. Na +에 대한 전기 화학적 구배 가 클수록 용질 유입 속도가 커진다. 반대로, 세포외액 의 Na + 농도가 감소하면 용질 수송이 감소합니다.

 

세균 많은 효모뿐만 아니리에 막 동물 세포 소기관 -enclosed 가장 활성 전송 구동 시스템 이온 구매에 의존 H + 보다 나 + 으로 H 우세 반영 구배 + 펌프 및 나트륨의 가상 부재 +를 이 막에 펌프. 예를 들어, 많은 당 및 아미노산을 박테리아 세포로 능동적으로 수송하는 것은 원형질막을 가로지르는 전기 화학적 H + 구배 에 의해 구동됩니다. 잘 연구 된 H + 중심 심포지엄 중 하나는 유당 침투입니다 이는 대장균의 원형질막을 가로질러 유당을 운반합니다. 퍼 미아 제의 접힌 구조는 알려지지 않지만, 생물 물리학적 연구와 돌연변이 단백질에 대한 광범위한 분석은 교호 작용이 어떻게 작용하는지에 대한 상세한 모델을 이끌어 냈다. 퍼 미아 제는 12개의 느슨하게 포장된 막 횡단 나선으로 구성됩니다. 운반주기 동안 일부 나선은 미끄러져 움직여 기울어지게 합니다. 이러한 운동은 나선 사이의 틈새를 번갈아 열고 닫으며 , 먼저 용질 유당과 H + 의 결합 부위를 먼저 막의 한 쪽과 다른 쪽에 노출합니다.

 

 

 

혈장 막에서 Na+ 구동 운반체 단백질은 세포질 pH를 조절합니다.

 

대부분의 거대 분자의 구조와 기능은 pH의 영향을 많이 받으며, 대부분 단백질은 특정 pH에서 최적으로 작동합니다. 예를 들어, 리소좀 효소는 리소좀에서 발견되는 낮은 pH (~ 5)에서 가장 잘 기능하는 반면, 시도 줄 효소는 시도 줄 에서 발견되는 중성 pH (~ 7.2)에 가장 잘 작용합니다. 따라서 세포가 세포 내 구획의 pH를 조절할 수 있어야 합니다.

 

대부분의 세포는 세포질 pH (pH i )를 약 7.2로 유지하는 데 도움이 되는 원형질막에 하나 이상의 유형의 Na +- 구동 항-포터를 갖습니다. 이들 단백질은 Na + 구매에 저장된 에너지를 사용하여 과량의 H + 를 펌프질 하며 , 이는 산 형성 반응으로 세포 내에서 누출되거나 생성됩니다. 어느 H : 두 가지 메커니즘을 사용 +가 직접 셀 또는 HCA 밖으로 이송 3 - H 중화 셀 하게 된다 +를 에서 세포질 (받는 따른 반응 HCA3 - + H + H2 O + CO2 ). 첫 번째 메커니즘을 사용하는 거부 포터 중 하나는 Na + -H + 교환기이며, 이는 Na + 유입과 H + 유출을 연결합니다. 두 개의 메커니즘의 조합을 사용합니다.+ 구동형 Cl - -HCA은 3 - 기 짝 개고 수의 유입 것이 + 및 HCA 3 - Cl의 유출로 - 및 H +이 (배우의 NaHCA3 것을 3 온다. in 및 HCl이 나옴). 그다음에+ 구동형 Cl - -HCA 3 - 기이다 두배 나 효과뿐만 + -H + 는 H 한 펌프로 한다는 점에서 교환기 + 각 나 또 다른 중화 + 세포 들어간다. HCA 경우 3 - 보통의 경우와 같이, 사용할 수 있으며,이 anti porter의 가장 중요하다 경력 단백질 조절의 pH 내가 . 두 교환기 모두 pH i에 의해 조절되며 , 시도 졸의 pH가 떨어지면 활성이 증가합니다.

 

나 + 에 무관 Cl - -HCA 3 - 교환기에도 갖는 중요한 역할 산도 I의 조절. 오세영같이 + - 의존성 수송 체의 Cl - -HCA 3 - 교환기의 pH에 의해 조절됩니다. I 있지만 HCA의 이동 3 - ,이 경우, 그 아래, 정상적으로 셀인 전기 화학적 구배 . HCA의 레이트 3 - 유출 및 Cl - 산도 등의 유입이 증가 나 상승은 pH를 감소시켜 I마다 세포질 알칼리성이 된다. 카스타 - -HCA 3 - 기 밴드와 유사한 단백질에서 막 밴드 3 단백질 CO의 빠른 배출 촉진 적혈구ATP- 구동 H + 펌프는 또한 많은 세포 내 구획의 pH를 제어하는데 사용됩니다. 리소좀 및 엔도 좀 및 분비 소포의 낮은 pH는 H + 펌프에 의해 유지되는데, 이러한 H + 펌프는 ATP 가수 분해 에너지를 사용하여 H + 를 세포질에서 이들 소기관으로 펌프질 합니다.