A plazmamembrán felépítése



Hasonló dokumentumok
1. előadás Membránok felépítése, mebrán raftok, caveolák jellemzője, funkciói

OZMÓZIS, MEMBRÁNTRANSZPORT

Kevéssé fejlett, sejthártya betüremkedésekből. Citoplazmában, cirkuláris DNS, hisztonok nincsenek

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK BIOKÉMIA A BIOLÓGIAI MEMBRÁNOK 1. kulcsszó cím: MEMBRÁNOK

Lipidek. Lipidek. Viaszok. Lipidek csoportosítása. Csak apoláros oldószerben oldódó anyagok.

TRANSZPORTEREK Szakács Gergely

A membránpotenciál. A membránpotenciál mérése

9. előadás Sejtek közötti kommunikáció

7. előadás: A plazma mebrán szerkezete és funkciója. Anyagtranszport a plazma membránon keresztül.

IONCSATORNÁK. I. Szelektivitás és kapuzás. III. Szabályozás enzimek és alegységek által. IV. Akciós potenciál és szinaptikus átvitel

Egy idegsejt működése

1. Bevezetés. Mi az élet, evolúció, információ és energiaáramlás, a szerveződés szintjei

Bevezetés. Állatélettan előadás Csütörtök: 16:00-18:30 Bólyai terem Déli Tömb Dr. Détári László tanszékvezető egyetemi tanár


CzB Élettan: a sejt

A tananyag felépítése: A BIOLÓGIA ALAPJAI. I. Prokarióták és eukarióták. Az eukarióta sejt. Pécs Miklós: A biológia alapjai

Biológiai membránok és membrántranszport

zis Brown-mozg mozgás Makromolekula (DNS) fluktuáci Vámosi György

Dr. Csanády László: Az ioncsatorna-enzim határmezsgye: egyedi CFTR és TRPM2 csatornák szerkezete, működése c. MTA doktori értekezésének bírálata

A veseműködés élettana, a kiválasztás funkciója, az emberi test víztereinek élettana (5)

Élettan. előadás tárgykód: bf1c1b10 ELTE TTK, fizika BSc félév: 2015/2016., I. időpont: csütörtök, 8:15 9:45

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

klorid ioncsatorna az ABC (ATP Binding Casette) fehérjecsaládba tartozik, amelyek általánosságban részt vesznek a gyógyszerek olyan alapvetı

A kiválasztási rendszer felépítése, működése

Nyugalmi és akciós potenciál

DER (Felületén riboszómák találhatók) Feladata a biológiai fehérjeszintézis Riboszómák. Az endoplazmatikus membránrendszer. A kódszótár.

Membrántranszport. Gyógyszerész előadás Dr. Barkó Szilvia

A szervezet vízterei

A jel-molekulák útja változó hosszúságú lehet. A jelátvitel. hírvivő molekula (messenger) elektromos formában kódolt információ

A transzportfolyamatok és a sejtek közötti kommunikáció

Egy idegsejt működése. a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál

a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál. Nyugalmi potenciál. 3 tényező határozza meg:

A másodlagos biogén elemek a szerves vegyületekben kb. 1-2 %-ban jelen lévő elemek. Mint pl.: P, S, Fe, Mg, Na, K, Ca, Cl.

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (25/2014 (VIII.26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Elektrofiziológiai alapjelenségek 1. Dr. Tóth András

A transzportfolyamatok és a sejtek közötti kommunikáció

Vércsoportszerológiai alapfogalmak. Dr. Csépány Norbert Transzfúziós tanfolyam Debrecen

A veseműködés élettana, a kiválasztás funkciója, az emberi test víztereinek élettana (3)

A sejtmembrán molekuláris szerveződése, membrán mikrodomének

Mikroorganizmusok patogenitása

Riboszóma. Golgi. Molekuláris sejtbiológia

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

1. Az élő szervezetek felépítése és az életfolyamatok 17

Gyógyszermolekulák és UV-fény hatásának vizsgálata biológiai- és modellmembránokon

BIOFIZIKA. Membránok

Szénhidrátok I. (Carbohydrates)

A MONOAMIN TRANSZPORTEREK FUNKCIONÁLIS SAJÁTSÁGAI: DEPRESSZIÓVAL KAPCSOLATOS KLINIKAI VONATKOZÁSOK

Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet

Az endomembránrendszer részei.

Az ioncsatorna fehérjék szerkezete, működése és szabályozása. A patch-clamp technika

A miokardium intracelluláris kalcium homeosztázisa: iszkémiás és kardiomiopátiás változások

A vér élettana 1./12 Somogyi Magdolna. A vér élettana

Biomembránok, membránon keresztüli transzport SZTE ÁOK Biokémiai I.

Az idegsejtek kommunikációja. a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció

A MITOKONDRIUMOK SZEREPE A SEJT MŰKÖDÉSÉBEN. Somogyi János -- Vér Ágota Első rész

Az ABCG2 multidrog transzporter fehérje szerkezetének és működésének vizsgálata

AZ ÖNEMÉSZTÉS, SEJTPUSZTULÁS ÉS MEGÚJULÁS MOLEKULÁRIS SEJTBIOLÓGIÁJA

A veseműködés élettana, a kiválasztás funkciója, az emberi test víztereinek élettana (2)

Membránszerkezet Nyugalmi membránpotenciál

Biológiai membránok és membrántranszport

6. Zárványtestek feldolgozása

Opponensi bírálói vélemény Dr. Hegyi Péter

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Általános iskola (7-8. évfolyam)

AZ ÉLET KÉMIÁJA... ÉLŐ ANYAG SZERVEZETI ALAPEGYSÉGE

Receptorok és szignalizációs mechanizmusok

15. * A sejtbiológia gyakorlata Sejt- és szövettenyésztés: módszertani alapismeretek MADARÁSZ EMÍLIA

A sejtes szervezıdés elemei (sejtalkotók / sejtorganellumok)

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI FELVÉTELI FELADATOK 2002.

Szívelektrofiziológiai alapjelenségek. Dr. Tóth András 2018

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Minta előkészítés fény- és elektronmikroszkópos morfológiai vizsgálatokhoz

OZMÓZIS, MEMBRÁNTRANSZPORT. Vig Andrea PTE ÁOK Biofizikai Intézet

A minimális sejt. Avagy hogyan alkalmazzuk a biológia több területét egy kérdés megválaszolására

A replikáció mechanizmusa

Lipid modell rendszerek előállítása és vizsgálata atomi erő mikroszkópiával

Szerkesztette: Vizkievicz András

EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

I. FARMAKOKINETIKA. F + R hatás (farmakon, (receptor) gyógyszer) F + R FR

Biológus Bsc. Sejtélettan II. Szekréció és felszívódás a gasztrointesztinális tractusban. Tóth István Balázs DE OEC Élettani Intézet

Asztrociták: a központi idegrendszer sokoldalú sejtjei Dr Környei Zsuzsanna

rso vvt ghost hipotónia normotónia iso

Néhány biológiai membrán lipidösszetétele a Százalákos összetétel. humán mielin. foszfatidilkolin foszfatidiletanolami.

Konferencia a tapasztalatok jegyében

a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció. Szinaptikus jelátvitel.

A sejtmembrán fiziológiája (TT.: 2., 3.)

Mert az Élet él és élni akar (15. rész)

Biomolekuláris kölcsönhatások vizsgálata felületi plazmonrezonancia elvén működő Biacore keszülékkel

Biológia 3. zh. A gyenge sav típusú molekulák mozgása a szervezetben. Gyengesav transzport. A glükuronsavval konjugált molekulákat a vese kiválasztja.

TRANSZPORTFOLYAMATOK 1b. Fehérjék. 1b. FEHÉRJÉK TRANSZPORTJA A MEMBRÁNONOKBA ÉS A SEJTSZERVECSKÉK BELSEJÉBE ÁLTALÁNOS

INTERFERONI GAMMA-1B SOLUTIO CONCENTRATA. Tömény gamma-1b-interferon-oldat

Az elemeket 3 csoportba osztjuk: Félfémek vagy átmeneti fémek nemfémek. fémek

Úttörő formula az egészségmegőrzés és helyreállítás természetes képességének mindennapi támogatására

BIOLÓGIA VERSENY 10. osztály február 20.

A kórokozók ellen kialakuló immunválasz jellemzői; vírusok, baktériumok

Kémiai és fizikai kémiai ismeretek és számítások

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Bevezetés a növénytanba Növényélettani fejezetek 2.

Szteránvázas vegyületek csoportosítása

Biológia 8. osztály. A harmadik forduló. Anyagcsere szervrendszere: A)... B)... C)... D)...

Átírás:

A plazmamembrán felépítése Folyékony mozaik membrán Singer-Nicholson (1972) Lipid kettősréteg Elektronmikroszkópia Membrán kettősréteg Intracelluláris Extracelluláris 1

Lipid kettősréteg foszfolipidek Lipid kettősréteg foszfolipidek Foszfatidil-kolin plazmalogén Foszfatidil-etanolamin Foszfatidil-inozitol Foszfatidil-szerin 2

Lipid kettősréteg foszfolipidek foszfogliceridek funkciója: 1. másodlagos hírvivők előanyagai, foszfolipázok segítségével arachidonsav, inozitol trifoszfát, diacil-glicerin alakul ki belőlük 2. antioxidáns és membránfúzió elősegítő (pl. plazmalogén) 3. apoptózis során belső lemezről a külsőre (pl. foszfatidilszerin) 4. enzimeket horgonyoznak (pl. acetilkolinészterázt glikozil-foszfatidilinozitol) Lipid kettősréteg koleszterin foszfolipid koleszterin koleszterin Koleszterin funkciója: 1. Laterális membránfluiditás szabályzó (aránya 18 % is lehet) 2. Hosszútávú hőmérsékletadaptáció 3. Patológiás arterioszklerózis 3

Lipid kettősréteg Glikolipidek Kizárólag a külső monorétegben helyeződnek, Lipid aszimmetria Lipid kettősréteg Glikolipidek Galaktozil-ceramid gangliozid 4

Lipid kettősréteg Glikolipidek A glikolipidek funkciója: 1. Antigének vércsoportok, fajspecificitás, sejttípus specificitás 2. Receptorok Szignáltranszdukció (jeltovábbítás) bakteriális toxinok receptorai bakteriális fertőzési folyamatok receptorai 3. Sejtadhézió létrehozása Neuron-myelin adhézió gangliozidokkal Tumormetasztázis (melanoma sejt-endothel sejt) Lipid kettősréteg Egyszerű diffúzió Liposzóma Permeabilitás: P, permeabilitási állandó (cm/s) C, koncentráció I, II passzív áthatolási ráta adott körülmények között nem elelktrolitokra: D m, diffúziós állandó (membránban): 10-12 - 10-2 cm/s K, megoszlási állandó X, membrán vastagság 5

Lipid kettősréteg Egyszerű diffúzió K, megoszlási állandó Koncentráció a lipid fázisban K = Koncentráció a vizes fázisban víz metanol etanol uretán Dietil-húgysav Függ: molekulák töltésviszonyai molekulák alakja Diffúzióval átjut: O 2, CO 2 etanol, NO, CO Nem jut át: glükóz, ionok Víz átjut diffúzióval is, máshogy is. Permeabilitás húgysav glicerol etil-húgysav Olaj/víz megoszlási hányados Membránfehérjék Integráns membránfehérjék Hidrofil szakaszok: extra vagy intracelluláris domének Hidrofób szakaszok: transzmembrán (TM) domének 25-30 aminosav molekulánként 1-14 TM, gyakran 7-TM Általában glikoproteinek Funkciójuk sokféle Változatos turnover ráta glükózkarrier 6

Membránfehérjék Membránasszociált (perifériás) fehérjék Polipeptidlánc csak a membránon kívül Membránhoz rögzülés: integráns membránfehérjén keresztül kovalensen kötött lipidoldallánccal (izoprénlánc, palmitoil, mirisztoilcsoport) A membrán belső oldalára helyeződnek Sejtalak fenntartó funkció Membránfehérjék Membrántutajok 7

Membrán transzportrendszerek Membrán transzport alapfolyamatok diffúzió, fuxus, permeabilitás Primer pumpák hegymeneti transzport, ionmozgás ATP hidrolízissel Passzív karrierek völgymeneti transzport, ciklikus konformációváltozás Transzmembrán csatornák ion és vízmozgás az ozmotikus grádiens irányába 8

Membrán transzport alapfolyamatok Lipid alapszerkezet poláros alig jut át Diffúzió sejtszintű dimenziók (ms törtrésze) Fick törvény: diffúzió oldatokban D s, diffúziós állandó (oldatban) A, felület C s, koncentráció különbség Membrán fluxus (diffúziós ráta): egységnyi idő alatt, egységnyi területen átáramló anyagmennyiség (M/cm 2 /s) Független influx-efflux Permeabilitás: P, permeabilitási állandó (cm/s) C, koncentráció I, II passzív áthatolási ráta adott körülmények között nem elelktrolitokra: D m, diffúziós állandó (membránban): 10-12 - 10-2 cm/s K, megoszlási állandó X, membrán vastagság Primer pumpák Koncentráció gradiens ellen Szelektív ATP szükséges, ATP-áz aktivitás, Michaelis-Menten kinetika Reogenitás (áram), elektrogenitás (feszültség) előfordul Szelektív gátlószerek: sztrofantin, ouabain Na + -K + pumpa (Na + - K + -ATP-áz) α alegység: katalitikus, foszforilációs hely, Na, K kötőhely 8 transzmembrán domén, 4-5 ouabain kötőhely βalegység: strukturális, 1 transzmembrán domén, glikoprotein Feladata: citoplazmában 150 mm K +, 15 mm Na + extracelluláris térben 4 mm K +, 140 mm Na + 9

Primer pumpák Plazmamembránban Primer pumpák Intracelluláris organellumok membránjában 10

Primer pumpák ABC transzporterek Citoplazma Név: ATP Binding Casette szekvenciarészlet Szerkezet: Két transzmembrán domén (6TM hélix), Két nukleotidkötő domén E. coli B12 vitamin transzporter Funkció: Hepatocyták epeszekréciójában Multidrog transzportrek: gyógyszereltávolítás ATP hasítása mellett CFTR transzmembrán Cl konduktancia regulátor (kloridszekrécióért felelős) cisztikus fibrózisban károsodott Passzív karrierek Uniporterek Facilitatív glükóztranszporterek Facilitált diffúziós kinetika Egyszerű diffúziós kinetika Nem glükózspecifikus, kompetitív gátlás más monoszacharidokkal 11

Passzív karrierek Antiporterek Szövetekben így, tüdőben fordítva C.A.:szénsavanhidráz stilbenszármazékok 1. Klorid/hidrokarbonát kicserélő fehérje: A kis nyomáskülönbségű CO 2 szállítás kulcsa a VVT-kben 2. Na/Ca kicserélő fontos a rendkívül alacsony intracelluláris Ca szint kialakításában 3. Na/H kicserélő a vesetubulusokban Passzív karrierek Kotranszporterek Több anyag egyidejű, azonos irányú szállítása Csak akkor működnek, ha valamennyi szállított anyag rendelkezésre áll 1. Na-glükóz, Na-foszfát, Na-Cl kotranszporter a vesében és bélhámban 2. Na-K-2Cl-kotranszporter mirigyekben és vesében, furosemiddel (vízhajtó) gátolható 3. Neurotranszmitter kotranszporterek eltüntetik a szinapszisból az átvivőanyagot, reuptake Na-glutamát kotranszporterek (EAAT 1-5) 12

Transzmembrán csatornák Ioncsatornák Transzmembrán fehérjék, ionok gradiensük irányában áramlanak át rajtuk. A sejtek ioncsatorna összetétele változó és specifikus: excitábilis és nem excitábilis sejtek 1. Feszültségfüggő ioncsatornák: I Na, I CaT, I CaL, I CaP, I K, I H, I Cl stb. 2. Ligandaktivált ioncsatornák: AMPA, NMDA, GABA A, GIRK, stb. 3. Mechanoszenzitív ioncsatornák: 2 példa: TREK (eukariota) MscS (prokariota) Transzmembrán csatornák Vízcsatornák Transzmembrán fehérjék, víz áramlik át rajtuk az ozmotikus gradiensnek megfelelően. Izotóniás oldat 0,9 % NaCl Hipotóniás oldat Hipertóniás oldat 13

Nollet (1748) húgyhólyag kísérlete; osmos nyom szemipermeábilis membrán, ozmotikus nyomás Pfeffer (1877), első kvantitatív kísérlet nádcukorral salakcsészékre csapatott réz-ferrocianidon át Ozmózis ozmotikus nyomás, π C, koncentráció K 1,2 megoszlási állandók T, hőmérséklet van't Hoff törvénye (híg oldatokra érvényes, a testfolyadékok annak számítanak) Ozmolaritás: oldatok közötti viszony (izozmotikus, hipozmotikus, hiperozmotikus) Tonicitás: az oldat jellemzője az oldatba merítésre adott sejtválasz alapján izotóniás, hipotóniás, hipertóniás oldat Transzmembrán csatornák Vízcsatornák Aquaporin1 Peter Agre (Nobel 2003) vörösvérsejtben Aquaporin 2 Vesében arginin vazopresszin hatására endosomából plazmamemránba kerül Akvaporin 1 kívül belül Aquaporin 3-8 egyéb szövetekben 14

Transzmembrán csatornák Antibiotikumok és toxinok gramicidin (perforált patch clamp módszerben alkalmazzák) nystatin valinomicin S. aureus alfatoxin monomerek a membránba épülnek, majd pórust formálnak: A polarizált sejtek működése Nem polarizált sejtek uniform membránrégiók vörösvérsejt Polarizált vagy orientált sejtek heterogén membránrégiók funkcionális sejtkompartmentek hámsejtek (epithelsejtek), endothelium sejtek, idegsejtek (neuronok) 15

A polarizált sejtek működése A hámsejtek felépítése és transzporterei A polarizált sejtek működése Transzcelluláris és paracelluláris transzport 16

A polarizált sejtek működése Másodlagosan aktív glükóztranszport Feltétele a sejt belseje és környezete közti Na-gradiens, amit a Na-K pumpa hoz létre. Mindig a lumenből az intersitium felé történik. A polarizált sejtek működése Másodlagosan aktív kloridtranszport Feltétele a sejt belseje és környezete közti Na-gradiens, amit a Na-K pumpa hoz létre. 17

A polarizált sejtek működése Intracelluláris kompartmentalizáció A vörösértestet kivéve minden sejtben megfigyelhető jelenség. 1. Ca-raktározás sejtorganellumokban: 1.1. endoplazma-reticulum 1.2. sarcoplazma-reticulum (izmokban) 1.3. dendrittüske apparátus (neuronokban) Inozitol-1,4,5- triszfoszfát 2. Protonraktározó sejtorganellumok vakuoláris H-ATP-áz van a membránjukban 2.1. neurotranszmitter vezikulák neurotranszmitter transzporterek 2.2. szekréciós granulumok fehérjehormonok raktározása (pl. pancreas beta sejtben) 2.3. lysosomák hidrolázok tárolása 18