TRANSPORTE DE MEMBRANAS

Transporte a través
de las membranas
TIPOS DE TRANSPORTE EN LAS
MEMBRANAS BIOLÓGICAS
I.
NO MEDIADO: Ocurre por difusión simple
(sin proteína acarreadora o transportadora).
II. MEDIADO
1. Transporte pasivo:
1.1 Difusión facilitada. Transportador de
glucosa, Intercambiador Cl --HCO31.2 Ionóforos (valinomicina, monensina y
gramicidina) y porinas (mitocondria).
1.3
Canales
iónicos
(receptor
de
acetilcolina).
TIPOS DE TRANSPORTE EN LAS
MEMBRANAS BIOLÓGICAS
II. MEDIADO
2. Transporte activo:
2.1
Primario.
H+
ATPasa
(membrana
plasmática, plantas). NaK ATPasa (membrana
plasmáticas, animales), ATPasa de Ca2+ y
ATPasa de H+-K+
2.2 Secundario. Gradiente de iones, AA y
azúcares (impulsado por sodio en intestino);
lactosa
(impulsado
por
H+,
bacterias)
(permeasa de lactosa).
CLASES GENERALES DE SISTEMAS DE TRANSPORTE
MEDIADO. ESTEQUIOMETRÌA DEL PROCESO.
CLASES GENERALES DE SISTEMAS DE
TRANSPORTE MEDIADO.
2.
CARÁCTER
ELÉCTRICO
TRANSPORTADO.
DEL
ION
A. ELECTRONEUTRO:
cuando
hay
una
neutralización de cargas simultáneas, ya sea por
el simporte de iones con carga opuesta o por el
antiporte de iones con carga similar.
B.
ELECTROGÉNICO: cuando el proceso de
transporte resulta en la separación de cargas.
Transportador de glucosa
Valinomicina
Monensina
Gramicidina
Conductancia
Formación de canal
Acarreador
Temperatura de ebullición
30
40
50
Temperatura (°C)
TIPOS GENERALES DE ATPasas DE
TRANSPORTE
1. ATPasas tipo P. (Se fosforilan
reversiblemente como parte
de su ciclo de transporte).
1. Tienen homología de secuencia,
especialmente cerca del residuo Asp
que se fosforila.
ATPasas tipo P (cont.)
2. Todas se inhiben por el vanadato,
un análogo de fosfato.
3. Son proteínas integrales que cruzan
la membrana varias veces.
4. Ejemplos: Na+K+ (eucariontes
superiores),
H+K+
(células
que
secretan ácido).
TIPOS GENERALES DE ATPasas
DE TRANSPORTE
2. ATPasas tipo V. (V es por vacuola)
1. Esta es una clase de ATPasas de
transporte que es responsable de acidificar
los compartimientos intracelulares de
muchos organismos (vacuolas de plantas
superiores y hongos).
ATPasas tipo V (cont.)
2. Son responsables de la acidificación de
lisosomas, endosomas, el complejo de Golgi y
las vesículas secretoras en las células
animales.
3.
No
sufren
fosforilaciones
y
desfosforilaciones cíclicas y no son inhibidas
por ouabaína o vanadato.
4. Su papel es el de crear un pH bajo en el
compartimiento para activar proteasas y otras
enzimas hidrolíticas
TIPOS GENERALES DE ATPasas DE
TRANSPORTE
3. ATPasas tipo F (La F en el nombre se originó
en
su
identificación
como
factores
acoplantes de energía).
1. Juegan un papel central en las reacciones de
conservación de energía en bacterias,
mitocondrias y cloroplastos.
2. El flujo de los protones a través de la
membrana impulsa síntesis de ADP y Pi (la
inversa de la hidrólisis del ATP).
3. El nombre más apropiado es el de ATP
sintasa.
Ca2+ -ATPasa is membrane of
reticulum endoplasmic
ATP
PLASMA MEMBRANE
Ca2
+
Endoplasmic Reticulum
ADP + Pi
Calcium-binding molecule
Ca2
+
Ca2+ binding molecules in
cytoplasm
CYTOSOL
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Ca2
+
Retìculo
Mitochondrion
Endoplàsmico
Active Ca2+ import in
mitochondrion
Permeasa o transportador de lactosa de E. coli
Extracellular side
Cytosol
++++
----Na+
Ca2+
Ca2+
ATP + H2O
ADP + Pi
2H+
• La ouabaína inhibe la Na+-K+ ATPasa.
• Inhibe la salida de Na+
• Disminuye la concentración extracelular de
Na+.
• Disminuye la salida de Ca2+
• Aumenta la concentración intracelular de
Ca2+
Ejercicio 1. Acción de la ouabaína en
tejido renal.
La ouabaína inhibe específicamente la
actividad de la ATPasa de Na+K+ de
tejidos animales, pero no se sabe que
inhiba alguna otra enzima. Cuando la
ouabaína se agrega a cortes finos de
tejido renal vivo inhibe el consumo de
oxígeno en un 66%. ¿A qué se debe?
¿Qué nos dice esta observación acerca
del uso de la energía respiratoria del
tejido renal?
Ejercicio 2. Absorción intestinal de
leucina.
Se estudió el consumo de L-leucina por las células
epiteliales del intestino de ratón. Los resultados de
las mediciones de la tasa de absorción de la Lleucina y varios de sus análogos, con y sin Na+ en
el amortiguador de ensayo, son los siguientes.
Consumo en
presencia de Na+
Sustrato
Vmax
Kt (mM)
L-Leucina
420
0.24
DLeucina
310
4.7
L-Valina
225
0.31
Consumo en
ausencia de Na+
Vmax
Kt (mM)
23
0.24
5
19
4.7
0.31
Ejercicio 2. Absorción intestinal de
leucina.
¿Qué se puede concluir acerca de las
propiedades y mecanismo del transportador de
leucina?
¿Se esperaría que la ouabaína inhiba el
consumo de L-leucina?
Ejercicio 3. Efecto de un ionóforo en
el transporte activo.
Considere el transportador de leucina en el
problema anterior. ¿Cambiarían Vmax y/o Kt si
se agregara un ionóforo de Na+ a la solución de
ensayo que contiene Na+? Explique.
Tipo de
transporte
Proteína
Saturable
Produce un
Depende
acarreadora
con
gradiente de de energía
sustrato concentración
Ejemplo
Difusión
simple
No
No
No
No
H2O, O2
Transporte
pasivo
Difusión
facilitada
Si
Si
No
No
Transportador
de glucosa
Transporte
activo
Primario
Si
Si
Si
Si
ATPasas
Transporte
activo
Secundari
o
Si
Si
Si
Si
Cotransporte de
glucosa con
sodio en el
intestino
Canales
iónicos
Si
No
No
No
Receptores de
acetilcolina
Valinomicina.
Un ionóforo
acarreador
de potasio
ATPasa de
calcio
del retículo
sarcoplásmico
Acuaporina
Los tres estados de regulador de conductancia
trasmembranal en la fibrosis quistica
Canal de K+ de
Streptomyces
lividans