- ขนส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
- หน้าที่ของตัวลำเลียงเมมเบรน
- ประเภทของโปรตีนขนย้ายเมมเบรน
- โปรตีนช่อง
- สายพานลำเลียง
- ประเภทของสายพานลำเลียง
- - สายพานลำเลียงแบบพาสซีฟ
- - ผู้อำนวยความสะดวกในการขนส่ง
- สายพานลำเลียงหลัก (ปั๊ม)
- ตัวขนส่งที่ใช้งานรอง
- อ้างอิง
ตัวลำเลียงเมมเบรนเป็นโปรตีนเมมเบรนที่เชี่ยวชาญในการขนส่งไอออนและโมเลกุลขนาดเล็กที่ละลายน้ำได้ทั้งสองด้านของเยื่อหุ้มเซลล์
เนื่องจากโมเลกุลเหล่านี้ไม่สามารถเคลื่อนที่ข้ามไปยังหัวใจที่ไม่ชอบน้ำของไบปิดในตัวของมันเองโปรตีนเหล่านี้จึงทำให้เซลล์สามารถ: รักษาสภาพแวดล้อมที่กำหนดไว้แตกต่างกันกินสารอาหารขับของเสียจากการเผาผลาญและควบคุมความเข้มข้นของไอออนและโมเลกุล
โปรตีนขนย้ายเมมเบรน โดย Emma Dittmar - งานของตัวเอง CC BY-SA 4.0, https: //commons.wikimedia.org/w/index.php? Curid = 64036780
โปรตีน Transporter ถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ ๆ : ช่องทางและตัวขนส่ง ผู้ขนส่งเฉพาะเจาะจงผูกโมเลกุลที่จะขนส่งและรับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเพื่อให้สามารถเคลื่อนย้ายได้ ในทางกลับกันช่องต่างๆจะไม่ผูกมัดโมเลกุล แต่สร้างอุโมงค์ที่พวกมันเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระโดยไม่รวมอยู่ในรัศมีโมเลกุลของมัน
นอกเหนือจากการจำแนกประเภทนี้แล้วยังมีอีกหลายประเภทที่คำนึงถึงปริมาณโมเลกุลที่จะขนส่งทิศทางที่ขนส่งการพึ่งพาหรือไม่ใช้พลังงานและแหล่งที่มาของพลังงานที่พวกเขาใช้
ขนส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
การสังเคราะห์เมมเบรนเป็นเหตุการณ์วิวัฒนาการขั้นสุดท้ายที่ก่อให้เกิดเซลล์
เยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมดเป็นอุปสรรคที่ต่อต้านการผ่านของไอออนและโมเลกุลอย่างอิสระเข้าและออกจากเซลล์ อย่างไรก็ตามต้องอนุญาตให้มีการเข้ามาของสิ่งที่มีความสำคัญต่อการดำเนินงานและทางออกของขยะ
ดังนั้นการค้าของโมเลกุลในทั้งสองทิศทางจะดำเนินการคัดเลือก กล่าวอีกนัยหนึ่งเซลล์จะตัดสินใจว่าใครจะยอมให้เข้าหรือออกจากเซลล์และเวลาใด
เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้จะใช้การมีอยู่ของโปรตีนทรานส์เมมเบรนพิเศษที่ทำหน้าที่เป็นช่องทางหรือเกตเวย์ที่เรียกว่าตัวลำเลียงเมมเบรน
ประมาณ 20% ของยีนในรหัสเซลล์สำหรับโปรตีนลำเลียงเมมเบรนเหล่านี้ สิ่งนี้ทำให้เราทราบถึงความเกี่ยวข้องที่การขนส่งมีต่อการทำงานของเซลล์
ในแง่นี้การศึกษาโปรตีนเหล่านี้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งทั้งในการระบุเป้าหมายทางเคมีบำบัดตลอดจนวิธีการที่เป็นไปได้ในการขนส่งยาเข้าสู่เซลล์เป้าหมาย
หน้าที่ของตัวลำเลียงเมมเบรน
ตัวขนส่งเซลล์มีหน้าที่ในการถ่ายโอนตัวถูกละลายในธรรมชาติและอนินทรีย์ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
การถ่ายโอนนี้จะดำเนินการโดยเฉพาะในช่วงเวลาที่เซลล์ต้องการเพื่อ:
- รักษาการไล่ระดับสีด้วยไฟฟ้าเคมีของเซลล์ซึ่งจำเป็นต่อการทำงานของหน้าที่สำคัญเช่นการผลิตพลังงานที่เซลล์ต้องการและการตอบสนองต่อสิ่งเร้าในเยื่อหุ้มเซลล์
- ใช้มาโครและธาตุอาหารรองจากตัวกลางที่จำเป็นเพื่อให้เซลล์มีโมโนเมอร์ที่จะประกอบเป็นโครงกระดูกของโมเลกุลขนาดใหญ่ (กรดนิวคลีอิกโปรตีนคาร์โบไฮเดรตและไขมัน)
- ตอบสนองต่อสิ่งเร้าดังนั้นจึงมีส่วนร่วมในกระบวนการส่งสัญญาณของเซลล์
ประเภทของโปรตีนขนย้ายเมมเบรน
ตัวขนส่งเมมเบรนได้รับการจำแนกตามประเภทของการขนส่งที่ดำเนินการออกเป็นสองประเภทกว้าง ๆ : ช่องทางและตัวขนส่ง
ประเภทของโปรตีนขนย้ายเมมเบรน โดย LadyofHats (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] จาก Wikimedia Commons
โปรตีนช่อง
โปรตีนแชนแนลเป็นสื่อกลางในการขนส่งโมเลกุลของน้ำแบบพาสซีฟรวมถึงไอออนชนิดต่างๆ การขนส่งประเภทนี้ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานในการดำเนินการและเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติเพื่อสนับสนุนการไล่ระดับความเข้มข้นของโมเลกุลที่จะขนส่ง
ชื่อของช่องทางเกิดจากความจริงที่ว่าโครงสร้างที่โปรตีนเหล่านี้ได้มามีลักษณะคล้ายกับอุโมงค์ซึ่งการผ่านของโมเลกุลจำนวนมากพร้อมกันเกิดขึ้นซึ่งถูกเลือกตามรัศมีโมเลกุล ด้วยเหตุนี้ตัวขนส่งเหล่านี้จึงถือได้ว่าเป็นตะแกรงโมเลกุล
ในบรรดาฟังก์ชั่นที่เกี่ยวข้องกับตัวขนส่งเหล่านี้ ได้แก่ การสร้างการบำรุงรักษาและการหยุดชะงักของการไล่ระดับสีไฟฟ้าเคมีบนเยื่อหุ้มเซลล์
อย่างไรก็ตามช่องทางอื่น ๆ อีกมากมายสลับกันระหว่างสถานะเปิดและปิดเพื่อตอบสนองต่อการมาถึงหรือการกำจัดสิ่งเร้าบางอย่าง
สิ่งเร้าดังกล่าวอาจเป็นไฟฟ้าตามธรรมชาติในช่องที่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าสารเคมีในช่องที่ขึ้นกับลิแกนด์หรือทางกายภาพในช่องทางที่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงทางกลเช่นความเครียดหรือความเครียด
สายพานลำเลียง
โปรตีนของผู้ขนส่งเรียกอีกอย่างว่าพาหะหรือการซึมผ่าน พวกเขาใช้การไล่ระดับสีด้วยไฟฟ้าเคมีเพื่อเคลื่อนย้ายไปยังด้านใดด้านหนึ่งของเมมเบรน
โปรตีนขนย้ายประเภทนี้สามารถเป็นสื่อกลางในการขนส่งได้สองประเภท การขนส่งโมเลกุลแบบพาสซีฟที่อำนวยความสะดวกในทิศทางเดียวและลดระดับความเข้มข้นลงหรือโคทรานสปอร์ทของโมเลกุลที่แตกต่างกันสองโมเลกุล
ในทางกลับกัน cotransport ในทิศทางเดียวกันจะดำเนินการโดย symporters และในทิศทางตรงกันข้ามโดย anticarriers
ในทางกลับกันไม่เหมือนกับช่องทางที่อนุญาตให้มีการเคลื่อนผ่านของโมเลกุลจำนวนมากพร้อมกันได้ทรานสฟอร์เมอร์อนุญาตให้ส่งผ่านโมเลกุลจำนวนหนึ่งที่ จำกัด และเฉพาะเจาะจงเท่านั้น เพื่อให้แน่ใจว่ามีไซต์ที่มีผลผูกพันเฉพาะ
ในกรณีนี้เมื่อโมเลกุลถูกผูกไว้กับตัวขนย้ายส่วนหลังจะได้รับการเปลี่ยนแปลงตามรูปแบบที่ทำให้ไซต์ยึดเกาะกับอีกด้านหนึ่งของเมมเบรนดังนั้นจึงนิยมการขนส่ง
การพึ่งพาการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโปรตีนตัวพานี้จะทำให้อัตราการเคลื่อนย้ายโมเลกุลช้าลง
ประเภทของสายพานลำเลียง
ขึ้นอยู่กับการพึ่งพาหรือไม่ใช้พลังงานในการขนส่งโปรตีนของผู้ขนส่งสามารถแบ่งออกเป็น: ผู้ขนส่งผู้อำนวยความสะดวกแบบพาสซีฟและผู้ขนส่งที่ใช้งานอยู่
- สายพานลำเลียงแบบพาสซีฟ
ผู้ขนส่งที่อำนวยความสะดวกแบบพาสซีฟไม่ต้องการการจัดหาพลังงานและดำเนินการขนส่งโมเลกุลจากโซนที่มีความเข้มข้นสูงไปยังพื้นที่ที่มีความเข้มข้นต่ำ
- ผู้อำนวยความสะดวกในการขนส่ง
ในทางตรงกันข้ามผู้ขนส่งที่ใช้งานอยู่ต้องการพลังงานป้อนเข้าเพื่อเคลื่อนย้ายสารต่อต้านการไล่ระดับความเข้มข้น กลไกนี้ตอบสนองต่อกระบวนการขนส่งที่ใช้งานอยู่
สายพานลำเลียงหลัก (ปั๊ม)
ปั๊มทำหน้าที่ขนส่งไอออนและโมเลกุลไปยังสื่อภายในเซลล์และภายนอกเซลล์โดยใช้กลไกการลำเลียงแบบแอคทีฟหลัก
นั่นคือพวกเขาใช้พลังงานจากการไฮโดรไลซิสของ ATP เพื่อทำให้“ การเคลื่อนที่ขึ้นเนินของไอออนและโมเลกุล” กลายเป็นกระบวนการที่เอื้ออำนวย
หนึ่งในหน้าที่ที่เกี่ยวข้องกับตัวลำเลียงประเภทนี้คือการสร้างลักษณะสื่อที่เป็นกรดภายในของไลโซโซมของเซลล์สัตว์ของแวคิวโอลของเซลล์พืชและลูเมนในกระเพาะอาหาร
ตัวขนส่งที่ใช้งานรอง
ผู้ขนส่งเหล่านี้ใช้ประโยชน์จากพลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างการขนส่งโคทรานสปอร์ทของไอออนไปตามการไล่ระดับสีไฟฟ้าเคมีเพื่อให้สามารถขนส่งโมเลกุลอื่นเทียบกับการไล่ระดับความเข้มข้นของมันได้ กล่าวอีกนัยหนึ่งพวกมันดำเนินการขนส่งโมเลกุลทุติยภูมิ
อ้างอิง
- Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. 2002. อณูชีววิทยาของเซลล์พิมพ์ครั้งที่ 4 นิวยอร์ก: วิทยาศาสตร์การ์แลนด์.
- Bennetts HS. แนวคิดเกี่ยวกับการไหลของเมมเบรนและการไหลเวียนของเมมเบรนเป็นกลไกสำหรับการขนส่งที่ใช้งานอยู่และการสูบไอออน เจไบโอฟีสไบโอเคมซีตอล พ.ศ. 2499; 25: 2 (4 Suppl): 99-103.
- Oparin AI, Deborin GA แบบจำลองของการขนส่งโปรตีนผ่านเยื่อหุ้มไขมัน Ukr Biokhim Zh. พ.ศ. 2508; 37 (5): 761-768
- Schneider M, Windbergs M, Daum N, Loretz B, Collnot EM, Hansen S, Schaefer UF, Lehr CM. ข้ามอุปสรรคทางชีววิทยาสำหรับการจัดส่งยาขั้นสูง Eur J Pharm ไบโอฟาร์ม 2556; 84: 239-241
- Seeger MA. การวิจัยการลำเลียงเมมเบรนในช่วงเวลาที่มีโครงสร้างนับไม่ถ้วน Biochim Biophys Acta Biomembr. พ.ศ. 2561; พ.ศ. 2403 (4): 804-808.
- Volpe DA. Transporter เป็นเครื่องมือในหลอดทดลองที่มีประโยชน์ในการค้นหาและพัฒนายา ผู้เชี่ยวชาญด้าน Opin Drug Discov. 2016; 11 (1): 91-103.
- Wang F, Wang Y, ZhangX, Zhang W, Guo S, Jin F. ความคืบหน้าล่าสุดของเปปไทด์เจาะเซลล์ในฐานะผู้ให้บริการรายใหม่สำหรับการขนส่งสินค้าภายในเซลล์ J Control Release 2014; 174: 126-136