Istilah uniport digunakan dalam biologi untuk menggambarkan pengangkutan molekul individu dalam satu arah melintasi membran sel dan menuruni gradien konsentrasinya (transpor terfasilitasi).
Jenis transportasi melalui membran ini, yang memaksakan penghalang permeabilitas selektif, mengandaikan pemeliharaan lingkungan intraseluler yang kurang lebih konstan, yang memungkinkan pembentukan banyak fungsi seluler yang bergantung pada keseimbangan molekul dan energi yang halus.
Skema perwakilan transportasi Uniporte (Sumber: Emma Dittmar [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] melalui Wikimedia Commons)
Komunikasi antar sel, serta antara sel dan lingkungan yang mengelilinginya, merupakan proses penting bagi kehidupan semua organisme dan sebagian besar bergantung pada sekelompok protein transmembran yang dikenal sebagai “protein pengangkut”.
Protein ini bertanggung jawab untuk mengangkut zat-zat yang, karena sifat kimianya, tidak dapat dengan mudah melintasi membran, seperti ion dan molekul yang larut dalam air seperti asam amino dan glukosa.
Perlu dicatat bahwa pengangkutan molekul jenis ini dari atau ke luar sel, atau dari sitosol ke lumen organel, dimediasi oleh protein pengangkut spesifik, yang mampu “mengenali” atau mengidentifikasi substrat yang harus mereka angkut. mengangkut.
Indeks artikel
Transportasi melintasi membran
Beberapa penulis menganggap bahwa ada tiga jenis pengangkut dalam membran sel: pompa, protein saluran, dan protein pengangkut.
– Pompa
Pompa adalah protein yang mengangkut molekul kecil melawan gradien konsentrasi atau potensial listriknya, dan memanfaatkan gaya energik yang berasal dari hidrolisis ATP (yaitu ATPase). Protein ini melakukan apa yang disebut “transpor aktif”, karena membutuhkan energi.
– Protein saluran
Protein saluran memfasilitasi pengangkutan ion dan air yang berbeda sepanjang gradien konsentrasi atau potensial listriknya. Mereka terdiri dari “saluran” yang dibentuk oleh protein yang melintasi membran di seluruh ketebalannya, di mana molekul bergerak dengan kecepatan tinggi.
Ada protein saluran yang terbuka secara permanen, sementara yang lain dapat ditutup, membuka untuk rangsangan khusus.
– Protein transpor
protein pembawa adalah kelas protein yang memfasilitasi pergerakan banyak ion dan molekul melintasi membran biologis.
Protein ini berinteraksi langsung dengan substrat yang mereka transpor dan interaksi tersebut menghasilkan perubahan konformasi dalam strukturnya, sehingga transpor sangat selektif dan lebih lambat daripada dua jenis lainnya yang dijelaskan.
Jenis protein pembawa
Dalam literatur ilmiah , adalah umum untuk menemukan teks yang mengacu pada tiga jenis protein pembawa: simporter, anti-carrier dan uni-carrier.
Simport dan antisport berkaitan dengan pergerakan dua molekul secara simultan. Ini menggabungkan pergerakan salah satunya melawan gradien konsentrasi atau potensial listriknya dengan pergerakan yang lain (atau lebih) yang mendukung gradiennya (biasanya ion).
Secara khusus, symport bekerja sama dengan pengangkutan dua molekul dalam arah yang sama, sementara anti-dukungan melibatkan pergerakan molekul dalam satu arah dan lainnya dalam arah yang berlawanan.
Uniport adalah kelas transpor membran yang paling sederhana, karena terdiri dari transpor molekul tunggal pada suatu waktu dan mendukung gradien konsentrasinya, sehingga dapat dikatakan bahwa ia memfasilitasi difusi sederhana.
Protein unicarrier, misalnya, adalah protein yang mentransfer gula, asam amino, dan nukleotida dari luar ke dalam sel hewan.
Beberapa bakteri, tumbuhan, dan eukariota rendah memiliki perwakilan dari superfamili protein pembawa, yang anggotanya mengkatalisis unport, symport, dan antport. Keluarga super ini dikenal sebagai “keluarga super fasilitator utama”.
Karakteristik
Protein unicarrier mempercepat pergerakan molekul dari satu sisi membran plasma ke sisi lain.
Pergerakan ini secara energetik menguntungkan, karena molekul diangkut sesuai dengan gradien konsentrasinya, yaitu, dari tempat “lebih” ke tempat “kurang”. Untuk alasan ini, uniport sering dianggap sebagai jenis difusi yang difasilitasi atau transportasi yang difasilitasi.
Beberapa karakteristik khusus membedakan jenis transportasi ini:
– Kecepatan lewatnya molekul dari satu sisi ke sisi lain, yang mendukung gradiennya melalui protein unicarrier, lebih besar daripada yang akan terjadi dengan difusi sederhana.
– Seperti semua transpor yang dikatalisis oleh pengangkut (termasuk symport dan antport), uniport bersifat spesifik, karena setiap protein mengenali molekul tertentu.
– Tidak seperti difusi sederhana, uniport terjadi di situs membran khusus (di mana protein pengangkut ditemukan) dan, karena jumlah protein yang terbatas, ia memiliki kecepatan maksimum, yang ditentukan oleh jumlah pengangkut dan konsentrasi substrat yang diangkut .
Jenis
Protein unicarrier, menurut Woelfersberger (1994), dapat diklasifikasikan sebagai saluran dan sebagai pengangkut atau “pembawa” .
saluran
Seperti yang dapat dipahami dari pernyataan sebelumnya, protein saluran termasuk dalam klasifikasi protein pengangkut unicarrier. Jenis protein ini pada dasarnya adalah pori-pori hidrofilik (berkaitan dengan air) yang melintasi membran dan melaluinya air dan zat terlarut lainnya dapat bergerak secara difusi, karena hal itu terjadi karena gradien konsentrasinya.
Bagian dalam atau lumen setiap saluran protein diatur dalam membran sedemikian rupa sehingga dapat diakses di kedua sisi membran pada saat yang bersamaan.
Pengangkut atau pengangkut
Transporter atau pembawa juga merupakan protein transmembran yang membentuk semacam saluran melalui seluruh ketebalan membran sel. Namun, meskipun mereka memiliki situs pengikatan substrat di kedua sisi membran, mereka tidak terpapar secara bersamaan.
Untuk alasan ini transporter dapat memfasilitasi pergerakan di kedua arah dan juga countertransport, sedangkan protein saluran tidak bisa.
Contoh
Di antara contoh paling representatif dari uniport adalah kasus transpor glukosa melintasi membran plasma sel mamalia. Transpor ini dikatalisis oleh sekelompok protein yang dikenal sebagai GLUT ( Glucose Transporters ).
Struktur kristal GLUT1, pengangkut glukosa membran sel hewan mamalia (Sumber: A2-33 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] melalui Wikimedia Commons)
Mereka adalah protein transmembran yang terdiri dari rantai peptida yang melintasi membran plasma setidaknya 12 kali, dan yang memiliki situs pengikatan untuk glukosa baik di luar maupun di dalam.
Jenis protein ini memiliki dua konformasi, satu ketika tidak terikat pada glukosa dan yang lain ketika terikat padanya. Perubahan konformasi protein ini reversibel dan acak dan tergantung pada pengikatan glukosa.
Selain itu, mereka mengkatalisis transportasi di kedua arah, tergantung pada konsentrasi glukosa pada satu atau sisi lain dari membran.
Referensi
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Biologi Molekuler Sel (edisi ke-6). New York: Ilmu Garland.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., … Martin, K. (2003). Biologi Sel Molekuler (edisi ke-5). Freeman, WH & Perusahaan.
- Beavis, AD, & Vercesi, AE (1992). Uniport anion dalam mitokondria tumbuhan dimediasi oleh saluran anion membran dalam yang tidak sensitif Mg2 +. Jurnal Kimia Biologi , 267 (5), 3079-3087.
- Wolfersberger, MG (1994). Uniporter, simporter dan antiporter. Jurnal Biologi Eksperimental , 196 , 5–6.
- Kakuda, DK, & MacLeod, CL (1994). Na+ -transpor bebas (uniport) asam amino dan glukosa dalam sel mamalia. Jurnal Biologi Eksperimental , 196 , 93-108.
- Marger, MD, & Saier, MH (1993). Superfamili utama fasilitator transmembran yang mengkatalisasi uniport, symport, dan antiport. Tren Ilmu Biokimia , 18 (1), 13-20.
- Bonifacino, JS, & Lippincott-Schwartz, J. (2003). Protein mantel: membentuk transportasi membran. Ulasan Alam , 4 (Mei), 409–414
