térrészek elválasztása transzport jelátvitel Milyen a membrán szerkezete? Milyen a membrán szerkezete? lipid kettısréteg, hidrofil/hidrofób részek

Átírás

1 Biológiai membránok A citoplazma membrán funkciói: Biológiai membránok és membrántranszport térrészek elválasztása (egész sejt, organellumok) transzport jelátvitel Milyen a membrán szerkezete? lipidek (40-60 %) fehérjék (30-50 %) szénhidrátok (10%) Milyen a membrán szerkezete? lipid kettısréteg, hidrofil/hidrofób részek fehérjék: integráns, perifériás szénhidrátok extracelluláris oldal perifériás fehérjék transzmembrán fehérje integráns fehérjék

2 Milyen a membránt felépítı foszfolipidek általános szerkezete? A foszfolipidek amfipatikus molekulák poláros feji rész (hidrofil) Foszfolipidek aggregációja vizes közegben apoláros farokrész (hidrofób) A membrán fázisállapotai T<T m, gélszerő állapot, a zsírsav láncok szorosabb pakolódása korlátozott molekuláris mozgások és diffúzió T>T m, folyadékszerő állapot, a zsírsav láncok lazább pakolódása, intenzívebb molekuláris mozgások és szabadabb diffúzió T m : fázisátalakulási, vagy olvadási hımérséklet Milyen tényezık befolyásolják a membrán fluiditását? zsírsavláncok hossza: rövidebb láncok gyengébb kölcsönhatás - T m telítetlen zsírsavak mennyisége: kettős kötés - törés a láncban gyengébb kölcsönhatás - T m koleszterin mennyisége a koleszterin egy szteránvázas lipid, mely szükséges alkotóeleme a plazmamembránnak kettős hatás: T m alatt fluidizál, fölötte csökkenti a kettős hatás: T m alatt fluidizál, fölötte csökkenti a fluiditást, merevebbé teszi a membránt

3 A membránban végbemenı molekuláris mozgások és azok vizsgálata lipidek: DPH fluoreszcencia polarizáció v. anizotrópia fluiditás A membrán dinamikája Frye és Edidin-féle sejtfúziós kísérlet fehérjék: FRAP Single Particle Tracking Fluorescence Correlation Spectroscopy Singer és Nicolson-féle folyadék-mozaik membrán-modell: a folyékony lipid-tengerben szabadon úsznak a fehérjék Részben igaz, de valójában a membrán struktúrája ennél bonyolultabb: Lipid tutajok (raftok vagy DIG-mikrodomének) Speciális összetételű (magas szfingolipid, glikolipid és koleszterin tartalmú), fehérjéket is magában foglaló membrándomének (detergens inszolubilis glikolipid-mikrodomén) Membránfehérjék eloszlása és annak megjelenítése Immunofluoreszcenciás jelölés: mikroszkópos technikákkal fluoreszcens festékkel láthatók kisebb mikrodomének) Egyenletes eloszlás (csak más jelölt antitest kötődik a patch-ek fehérjéhez (foltképződés) Mi a raftok funkciója? β1 integr rin Kv1.3 K vβ 2 TCR/ CD3 p56 lck hdlg ZIP-1/2 PKC A raftok funkciója: membránfehérjék laterális szervezettségének biztosítása, bizonyos jelátviteli folyamatokhoz szükséges elemek együtt tartása, hogy kölcsönhathassanak egymással CD4/CD8 cap (sapka képződés)

4 Mitıl függ a molekulák membránon keresztüli diffúziójának sebessége? gázok Membrántranszport csökkenő permeabilitás kis töltetlen poláros molekulák víz urea etanol nagy töltetlen poláros molekulák glükóz ionok töltött poláros molekulák aminosavak ATP glükóz-6-foszfát A membrántranszport különbözı típusai passzív alacsonyabb koncentráció felé energiát nem igényel diffúzió elsődleges aktív aktív magasabb koncentráció felé energiát igényel Passzív transzport diffúzió: csak kis méretű és lipidoldékony molekulák jutnak át a membránon pl. szteroid hormonok, O 2 és CO 2 vvt-ben facilitált diffúzió a célmolekula átjutását segítő transzport fehérje közvetlen ATP felhasználás másodlagos aktív közvetett ATP felhasználás: egy másik molekula gradiensének energiájával szállítja a célmolekulát a célmolekula átjutását segítő transzport fehérje facilitált diffúzió: csatorna vagy karrier fehérje segítségével a gradiensnek megfelelően szelektív, telíthető, specifikusan gátolható pl. glükóz transzporter, ioncsatornák, vízcsatornák

5 Ionofórok Aktív transzport Az ionofórok kis, hidrofób molekulák, melyek ionokat képesek lipidoldékony komplexbe vinni, töltésük leárnyékolása révén, így segítve azok átjutását a membránon. Általában baktériumok/gombák termelik más, kompetáló mikroorganizmusok elpusztítására, így antibiotikus hatásuk van. Két fő csoportjuk: Csatornaképző ionofórok: a membránba épülve csatornákat hoznak létre az ionok számára Gramicidin, Nystatin Mobilis ion karrierek: gyűrűszerű molekulák, melyek kívül hidrofóbak és belül kötik az iont Valinomicin, Nonaktin, Monaktin, Nigericin, A23187, Ionomicin, CCCP közvetlen ATP felhasználás közvetett ATP felhasználás: egy másik molekula gradiensének energiájával szállítja a célmolekulát elsődleges aktív: a pumpafehérje ATP hidrolízisből nyert energiával juttat át ionokat a membránon a gradienssel szemben pl. Na + /K +, Ca 2+, H + pumpák másodlagos aktív: egy elsődleges aktív mechanizmus által létrehozott gradiensben tárolt energiát használja egy másik molekula gradienssel szemben történő transzportjához pl. Na + -glükóz vagy Na + /Ca 2+ kotranszport A transzport mechanizmusok osztályozása a transzport iránya alapján Hogyan mőködik és mi a funkciója a Na + /K + pumpának? facilitált diffúzió uniport szimport antiport másodlagos aktív egy ion/molekula egy irányban két/több molekula/ion együttes szállítása más pumpák ATP felhasználásával létrehozott gradiensében tárolt energiát hasznosítja szimport: Na + -glükóz bélhámsejtben antiport: Na + /Ca 2+ kicserélő (3:1) szívizomsejtben Na + és K + gradiensek fenntartása: membránpotenciál (elektrogén: 3 Na + /2 K +, diffúziós potenciál forrása) ozmotikus nyomás csökkentése energia másodlagos aktív transzporthoz

6 Glükóz felvétel a bél lumenbıl