Prof. MSc LÍLIAN CARLA CARNEIROFACULDADE UNIÃO DE GOYASES - FUG

TRANSPORTE DE MEMBRANA

Permeabilidade da membrana fosfolipídica sem proteínas

Membrana

Bicamada lipídica

Interior hidrofóbico – moléculas hidrossolúveis atravessam a membrana

Nutrientes importados: acúcar e aminoácidos

Resíduos expelidos: CO2 , íons ( )

Difusão: CO2 e O2

H+ Na+ K+ Ca2+

Proteínas de transporte

Proteínas carreadoras proteínas de canal +rápido

A tecnologia do DNA recombinante é uma ferramenta importante na caracterização das proteínas de membrana

Tipos de transporte através das membranas

Proteínas Carreadoras – Transporte seletivoProteínas carreadoras e Proteínas de canal

Mecanismo postulado de difusão facilitada

CONCENTRAÇÕES IÔNICAS DENTRO E FORA DA CÉLULA

Íons abundantes no meio celular: sódio, potássio, cálcio, cloro e hidrogênio (prótons)Bombeamento de íons para o meio extracelular ajuda na pressão osmótica

Componente Concentração intracelular (mM)

Concentração extracelular (mM)

CátionsNa+ 5 – 15 145K + 140 5

Mg + 0,5 1 – 2

107 1 – 2H + 7x 105 (10-7,2 M ou pH 7,4) 4x 105 (10-7,4 M ou pH 7,4)

ÂnionsCl - 5 - 15 110

Ânions fixos alta 0

Ca2+

PROTEÍNAS CARREADORAS - seletivas

Transportam moléculas lipossolúveis e moléculas pequenas através das membranas celulares, com excecão de moléculas sem carga.

Transporte ativo de proteínas, substratos, íons. Proteínas carreadoras de membrana: transporte ativo de moléculas (contra o gradiente) - co-transporte de outra molécula (a favor do gradiente).

H+

H+

H+

H+

Tipos de transporte através da membranaComo proteínas canal e carreadoras discriminam solutosComparacão entre transporte passivo e transporte ativo

Mudanças conformacionais em uma proteína carreadora para mediar a difusão facilitada de

uma proteína.

A bomba de Na+ e K + é uma ATPase. 1/3 da energia da célula é gasto nesta bomba e 2/3 nos

neurônios.

O gradiente de Na+ produzido pela bomba regula o volume celular através de seus efeitos osmóticos e também é usado para o transporte de açúcares e aminoácido dentro da célula.

A bomba de Na+ e K+ é constituída por uma subunidade catalítica trans-membrana de 1000 aminoácido e uma glicoproteína de tamanho menor.

A bomba de Na+ e K+ regula diretamente o volume celular através do controle da concentração de soluto no interior da célula e desta forma, regula as forças osmóticas.

Modelo esquemático do ciclo de bombeamento de bomba de Na + e K +.

Transporte de substâncias de um lado da membrana para outro (uniporte) e co-transporte

de substâncias (simporte e antiporte).

Bomba de glicose sendo impulsionada por um gradiente de Na+, é importante que o Na+ e a glicose se liguem a proteína.

Simporte (ativo) e uniporte (passivo) de glicose no lado apical da luz intestinal e basal respectivamente que são separados pela junção compacta.

As proteínas carreadoras de Na+ na membrana plasmática regulam o pH do citoplasma.

A maioria das células possuem em sua membrana 1 ou mais tipos de carreadores antiporte que são movidos pelo gradientes de Na+ para manter o pH do citoplasma, mantendo-o por volta de 7.2. Existem duas maneiras para isso acontecer: 1: O transportador joga para fora da célula íons H+ ou trás para dentro da célula íons HCO3

- para neutralizar os íons H+.

O pH ácido do lisossomo é mantido por H+ ATPases.

Algumas ATPases transportadoras de bactéria são homólogas a ATPases eucarióticas e estão envolvidas na resistência de certas bactérias a drogas e até na doença fibrose cística (Família de transportadoes ABC).

Transporte de substâncias através da membrana de bactérias

Transporte acopladoPorina

Transportador tipo ABC

Efeito da osmolaridade sobre as células (Balanço Osmótico)

Como as células regulam seu volume

Animal. Vegetal. Protozoários.

Algumas bombas de Ca2+ são também ATPases. As células mantém Ca2+ fora através de bombas de Ca2+ e proteínas carreadoras com transporte do tipo antiporter.

A bomba de Ca2+ mais conhecida está presente no retículo sarcoplasmático de células musculares. Nessa organela, existe um reservatório intracelular de Ca2+, que libera Ca2+ no citoplasma toda vez que ocorre a despolarização da membrana. Este Ca2+ estimula a contração muscular e é logo re-colocado no retículo sarcoplasmático pela bomba de Ca2+.

Enzimas ligadas à membrana e que sintetizam ATP são ATPases de transporte funcionado ao contrário. Estas enzimas estão presentes na membrana de bactérias, cloroplastos e mitocôndria

Bomba de Ca2+

Transporte de Ca2+ na membrana do RE

Algumas semelhanças e diferenças no transporte de solutos mediado por carreadores em células animais e vegetais.