transporter membran adalah protein membran integral khusus dalam melaksanakan transportasi spesifik ion dan molekul kecil larut kedua sisi membran sel.
Karena molekul-molekul ini tidak dapat sendiri melintasi jantung hidrofobik lipid bilayer, protein ini memungkinkan sel untuk: mempertahankan lingkungan yang berbeda, menelan nutrisi, mengeluarkan produk limbah metabolisme, dan mengatur konsentrasi ion dan molekul.
Protein pengangkut membran. Oleh Emma Dittmar – Karya sendiri, CC BY-SA 4.0, https: //commons.wikimedia.org/w/index.php? Curid = 64036780
Protein pengangkut telah diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar: saluran dan pengangkut. Transporter secara khusus mengikat molekul yang akan diangkut dan mengalami perubahan konformasi untuk dapat memobilisasinya. Pada gilirannya, saluran tidak mengikat molekul, melainkan membentuk terowongan dari mana mereka bergerak bebas, hanya dikecualikan oleh jari-jari molekulnya.
Selain klasifikasi ini, ada yang lain yang memperhitungkan jumlah molekul yang akan diangkut, arah di mana mereka diangkut, ketergantungan atau tidak pada energi dan sumber energi yang mereka gunakan.
Indeks artikel
Transportasi melintasi membran sel
Sintesis membran adalah peristiwa evolusioner terakhir yang memunculkan sel.
Benar-benar semua membran sel merupakan penghalang yang menentang perjalanan bebas ion dan molekul ke dalam dan ke luar sel. Namun, mereka harus mengizinkan masuknya mereka yang penting untuk operasi mereka serta keluarnya limbah.
Oleh karena itu, perdagangan molekul di kedua arah dilakukan secara selektif. Dengan kata lain, sel memutuskan siapa yang diizinkan masuk atau keluar dan pada jam berapa.
Untuk mencapai hal ini, ia menggunakan keberadaan protein transmembran khusus yang berfungsi sebagai saluran atau gerbang, yang disebut transporter membran.
Sekitar 20% dari gen dalam kode sel untuk protein transporter membran ini. Ini memberi kita gambaran tentang relevansi transportasi untuk fungsi sel.
Dalam pengertian ini, studi tentang protein ini sangat penting baik dalam identifikasi target kemoterapi, serta kemungkinan sarana transportasi obat ke dalam sel target.
Fungsi transporter membran
Transporter seluler bertanggung jawab untuk melakukan transfer zat terlarut yang bersifat organik dan anorganik melalui membran sel.
Pemindahan ini dilakukan secara khusus hanya pada saat-saat ketika sel membutuhkannya untuk:
– Mempertahankan gradien elektrokimia seluler, penting untuk kinerja fungsi vital seperti produksi energi yang diminta oleh sel dan respons terhadap rangsangan dalam membran yang dapat dirangsang.
– Ambil makro dan mikronutrien yang diperlukan untuk menyediakan sel dengan monomer yang akan membentuk kerangka makromolekul penyusunnya (asam nukleat, protein, karbohidrat dan lipid).
– Menanggapi rangsangan dan karena itu berpartisipasi dalam proses pensinyalan sel.
Jenis protein pengangkut membran
Transporter membran telah diklasifikasikan menurut jenis transportasi yang mereka lakukan menjadi dua kategori besar: saluran dan transporter.
Jenis protein pengangkut membran. Oleh LadyofHats [Domain publik] (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], dari Wikimedia Commons.
Protein saluran
Protein saluran memediasi transpor pasif molekul air, serta berbagai jenis ion tertentu. Jenis transportasi ini tidak memerlukan energi untuk dilakukan dan terjadi secara spontan sesuai dengan gradien konsentrasi molekul yang akan diangkut.
Nama saluran disebabkan oleh fakta bahwa struktur yang diperoleh protein ini menyerupai terowongan, di mana lewatnya banyak molekul terjadi secara simultan, yang dipilih berdasarkan jari-jari molekulnya. Karena alasan inilah pengangkut ini dapat dianggap sebagai saringan molekuler.
Di antara fungsi yang terkait dengan transporter ini adalah penciptaan, pemeliharaan, dan gangguan gradien elektrokimia melintasi membran sel.
Namun, banyak saluran lain bergantian antara keadaan terbuka dan tertutup dalam menanggapi kedatangan atau penghapusan rangsangan tertentu.
Rangsangan tersebut dapat bersifat elektrik dalam saluran yang bergantung pada tegangan, bahan kimia dalam saluran yang bergantung pada ligan, atau fisik dalam saluran yang merespons perubahan mekanis seperti stres atau regangan.
konveyor
Protein pengangkut juga disebut pembawa atau permease. Mereka menggunakan gradien elektrokimia untuk melakukan transportasi ke satu atau sisi lain dari membran.
Jenis protein transporter ini dapat memediasi dua jenis transportasi. Transpor pasif terfasilitasi dari suatu molekul dalam satu arah dan menuruni gradien konsentrasi atau kotranspor dua molekul yang berbeda.
Pada gilirannya, cotransport dalam arah yang sama dilakukan oleh simporter dan dalam arah yang berlawanan oleh anticarrier.
Di sisi lain, tidak seperti saluran, yang memungkinkan lewatnya banyak molekul secara simultan melaluinya, pengangkut hanya memungkinkan lewatnya sejumlah molekul tertentu secara terbatas dan spesifik. Untuk memastikan ini, mereka memiliki situs pengikatan khusus.
Dalam hal ini, setelah molekul terikat pada transporter, transporter mengalami perubahan konformasi yang memperlihatkan situs pengikatan ke sisi lain dari membran, sehingga mendukung transportasi.
Ketergantungan pada perubahan struktural dalam protein pembawa memperlambat laju molekul yang diangkut.
Jenis konveyor
Berdasarkan ketergantungan atau tidaknya energi untuk melakukan transpor, protein pengangkut dapat diklasifikasikan menjadi: pengangkut fasilitator pasif dan pengangkut aktif.
– Konveyor fasilitasi pasif
Transporter fasilitasi pasif tidak memerlukan suplai energi dan melakukan pengangkutan molekul dari zona konsentrasi tinggi ke zona konsentrasi rendah.
– Pengangkut fasilitasi aktif
Sebaliknya, pengangkut aktif membutuhkan masukan energi untuk memindahkan zat melawan gradien konsentrasinya. Mekanisme ini menanggapi proses transpor aktif.
Konveyor Primer (pompa)
Pompa melakukan pengangkutan ion dan molekul ke media intraseluler dan ekstraseluler, menggunakan mekanisme transpor aktif primer.
Artinya, mereka menggunakan energi dari hidrolisis ATP untuk membuat “pergerakan menanjak dari ion dan molekul” menjadi proses yang menguntungkan secara energetik.
Salah satu fungsi yang terkait dengan jenis pengangkut ini adalah pembentukan karakteristik media asam internal lisosom sel hewan, vakuola sel tumbuhan dan lumen lambung.
Transporter aktif sekunder
Transporter ini mengambil keuntungan dari energi yang dilepaskan selama cotransport ion yang mendukung gradien elektrokimia untuk dapat mengangkut molekul lain melawan gradien konsentrasinya. Dengan kata lain, mereka melakukan transpor aktif sekunder molekul.
Referensi
- Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. 2002. Biologi Molekuler Sel, edisi ke-4. New York: Ilmu Garland.
- Bennet HS. Konsep aliran membran dan vesikulasi membran sebagai mekanisme transpor aktif dan pemompaan ion. J BiophysBiochemCytol. 1956; 25: 2 (4 Suppl): 99-103.
- Oparin AI, Deborin GA. Model transpor aktif protein melalui membran lipid . Ukr Biokhim Zh. 1965; 37 (5): 761-768.
- Schneider M, Windbergs M, Daum N, Loretz B, Collnot EM, Hansen S, Schaefer UF, Lehr CM. Melintasi hambatan biologis untuk pengiriman obat tingkat lanjut. Biofarm Eur J Pharm. 2013; 84: 239-241.
- Seger MA. Penelitian transporter membran pada masa struktur yang tak terhitung jumlahnya. Biochim Biophys Acta Biomembr. 2018; 1860 (4): 804-808.
- Volpe DA. Tes transporter sebagai alat in vitro yang berguna dalam penemuan dan pengembangan obat. Opini Ahli Obat Discov. 2016; 11 (1): 91-103.
- Wang F, Wang Y, ZhangX, Zhang W, Guo S, Jin F. Kemajuan terbaru peptida penembus sel sebagai pembawa baru untuk pengiriman kargo intraseluler. J Kontrol Rilis. 2014; 174: 126-136.
