Porinas -ominaisuudet, toiminta ja kokoonpano

Se Porinat Ne ovat eräänlainen kattava membraaniproteiini, joka mahdollistaa erityyppisten keskisuurten molekyylien leviämisen. Niitä löytyy gram -negatiivisten bakteerien ulkoisista kalvoista (kuten vuonna JA. koli) ja mitokondriat ja kloroplastit. Nämä läpäisevän proteiinit siirtävät kalvot kokonaan ja niiden rakenne muodostuu β -arkeilla.

Toisin kuin kuljetinproteiinit, poriinit ovat kanavaproteiineja, ts. Ne muodostavat kanavia tai avoimia huokoset, jotka ylittävät kalvon, missä se sijaitsee.

Lähde: IN: Käyttäjä: Zephyris [CC BY-Sa 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0/]]

[TOC]

Ominaisuudet

Porinas ovat proteiineja, jotka luovat transmembraal -kanavia, ja toisin kuin useimmat proteiinit, jotka ylittävät kalvon, tämän kalvon ylittävä osa muodostuu β -arkit a -potkurin sijasta.

Näistä kattavista membraaniproteiineista voi puuttua selektiivisyys suhteessa molekyyleihin, jotka kulkevat niiden läpi, tai ne voivat esiintyä tiettyjä koko- ja kuorman selektiivisyyttä. Ne voivat myös sallia pienempien molekyylien läpikulun.

Poriiniketjun polaarinen alue peittää vesikanavan, kun taas apolaarinen osa projisoidaan tynnyrin ulkopuolelle, vuorovaikutuksessa kalvon lipidikerroksen hydrofobisen alueen kanssa.

Näiden proteiinien muodostamien kanavien diffuusio johtuu molekyylin tai aineen pitoisuusgradientista, joka ylittää kalvon ja on passiivinen diffuusio, ts. Se ei vaadi metabolista energiaa aineen liikkumiseen.

Tätä diffuusiota säätelevät spesifiset mekanismit, jotka voivat avata tai sulkea kanavan ja voivat estää useat yhdisteet.

Voi palvella sinua: sytotrofoblasti: Ominaisuudet, kehitys ja toiminta

Rakenne

1980 -luvun lopulla X -rayn kristallografian kautta Porinan atomirakenne määritettiin ensimmäistä kertaa, mikä vastaa solukalvoa Rhodobacter capsulatus joka on fotosynteettinen bakteeri.

Tämä porina koostuu trimmeristä, jossa jokainen monomeeri muodostaa p -tynnyrin, jossa on 16 p -arkkia, jotka on rullattu yhteen, muodostaen lieriömäisen rakenteen, joka kykenee ylittämään kalvon ja joka sisältää huokosen täynnä vettä.

Sittemmin sekä prokaryoottiset että eukaryoottiset solut on kuvattu erityyppisiä poreeneja. Ne kaikki koostuvat kytkettyistä P -levyistä, jotka muodostavat p -tynnyrirakenteen ja vettä täynnä vettä, jonka halkaisija voi mitata 0,6 - 3Nm.

Mitokondrioissa poriinit koostuvat 19 β -arkista, jotka taipuivat toisiaan p -tynnyriin.

Monissa bakteereissa poriinit koostuvat välillä 16–18 anti-rinnakkaista p-levyjä, jotka muodostavat β-tynnyrin, aiheuttaen vety sidoksia läheisten molekyylien välillä ketjua pitkin.

Funktio

Bakteerien ja mitokondrioiden ja kloroplastien membraanit ovat toiminnallisesti samanlaisia, jotka toimivat samalla tavalla, johtuen sen samankaltaisuudesta huokosten ulottuvuuksien, atomirakenteen ja passiivisten diffuusioominaisuuksien perusteella.

Poriinikanavan leveys määritetään kohdistamalla polypeptidit rakenteen sisäseinään, mikä mahdollistaa niiden läpi kulkevien molekyylien kokoa.

Näiden rakenteiden samankaltaisuus vahvistaa endosimbioottista teoriaa, jonka mukaan eukaryoottisten solujen mitokondriat ovat peräisin prokarioottiselta organismilta, jonka eukaryoottisen solun edeltäjä fagosoitiin.

Se voi palvella sinua: sävy: ominaisuudet ja toiminnot

Eukaryooteissa

Eukaryoottisissa soluissa niitä löytyy mitokondrioiden ja plastidien ulkoisista kalvoista. Muovista löydettyjä porinoja on tutkittu hyvin vähän.

Mitokondrioiden tapauksessa ne tunnetaan mitokondriaalisina porineina tai jännitteestä riippuvaisia ​​anionisia kanavia (VDAC). Ne ovat leveitä kanavia, joiden halkaisija on 3Nm, jotka muodostavat suurimman proteiinin ainesosan ulkoisissa kalvoissa. Ne edustavat noin 30% tämän kalvon kokonaisproteiinista.

Luo läpäisevyys molekyyleille ilman kuormaa jopa 5000 Da. Mitokondriaaliset poriinit sallivat kulun kohti pienten molekyylien, ionien ja metaboliittien välistä membraanista tilaa.

Molekyylit ja ionit, jotka ylittävät intermembraniaalisen tilan, eivät kulkea sisäisen mitokondrioiden kalvon läpi, koska sillä on suurempi läpäisemättömyys. Siksi kahden kalvon välinen tila on täynnä pieniä molekyylejä ja ioneja, jotka ovat samanlaisia ​​kuin sytoplasma.

Prokaryooteissa

Gram -negatiivisissa bakteereissa ulkoinen kalvo antaa heidän eristää itsensä ympäristöstä suojatoimenpiteenä. Tämä kalvo sisältää bakteerien edellyttämät ravintoaineet.

Löydät noin 100.000 porinaa prokaryoottisen solun kalvossa, mikä edustaa noin 70% kyseisen rakenteen kokonaisproteiineista.

Suoliston bakteereissa ulkomembraani edustaa suojaa ulkoisia haitallisia aineita, kuten antibiootteja, sappisuoloja ja proteaaseja.

Poriinit varmistavat pienten hydrofiilisten molekyylien sieppaamisen ja eliminoinnin, jolloin solu voi saada ravintoaineita, joita tarvitaan asianmukaiseen toimintaan ja voidaan vapauttaa jätetuotteista. Sisään JA. koli, Porinas mahdollistaa disakkaridien, fosfaattien ja muiden pienten molekyylien läpikulun.

Porinojen kokoonpano eukaryooteissa ja prokaryooteissa

Mitokondriaaliset poriinit tuodaan mitokondrioihin proteiinikompleksilla, nimeltään TOM (ulkoinen mitokondriaalikalvon translokaasi), ja ne insertoivat SAM -kompleksin (luokittelukoneet ja proteiinikokoonpanot).

Voi palvella sinua: kuinka monta solua ihmiskeholla on?

Monet tutkimukset on kuvattu joihinkin bakteerien ulkoisiin membraaniproteiineihin tuodaan eukaryoottisten solujen mitokondrioihin TOM- ja SAM -kompleksien hallinnoimalla mekanismilla, mikä osoittaa, että tämä insertioprosessi on säilytetty kahden järjestelmän välillä.

Bakteereissa poriinit asetetaan kompleksilla, jolla on bam -nimisen β -tynnyrit kokoonpanokoneet. Tämä kompleksi koostuu viidestä proteiinista, joista neljä on lipoproteiineja.

Vaikka poriinien ja niiden rakenteiden asettamisprosessi on samanlainen eukaryoottisten solujen ja prokaryootien välillä, huomattava ero on, että prokaryooteissa näiden rakenteiden asettamiseksi tarvitaan lipoproteiinien läsnäolo.

Toisaalta sen kokoonpano mitokondriaalisiin ulkoisiin kalvoihin riippuu SAM -kompleksin kahden lisäproteiinin läsnäolosta: SAM35- ja SAM36 -proteiinit.

Viitteet

1. Alberts, b., Bray, D., Watson, J. D -d., Lewis, J., Roberts, k. & Raff, m. (2002). Solumolekyylin biologia. Neljäs painos. Ed. Garlantitiede.
2. Devlin, m. T. (1993). Texbook biokemiasta kemiallisilla korrelaatioilla. Ed. John Wiley & Sons, Inc.
3. Loodish, h. (2005). Solu- ja molekyylibiologia. Ed. Pan -American Medical.
4. Schirmer, t., & Rosenbusch, J. P. (1991). Prokaryoottinen ja eukaryoottinen byins. Nykyinen mielipide rakennebiologiassa, 1 (4), 539-545.
5. Schulz, G. JA. (1993). Bakteeri -byins: rakenne ja toiminta. Nykyinen mielipide rakennebiologiassa, 5 (4), 701-707.
6. Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Biokemia. Ed. Pan -American Medical.
7. Zeth, k., & Thein, M. (2010). Byins prokaryooteissa ja eukaryooteissa: yleiset teemat ja variaatiot. Lehden biokemiallinen, 431 (1), 13-22.