Porinas -kenmerken, functie en montage

De Porinas Ze zijn een soort uitgebreid membraaneiwit dat de verspreiding van verschillende soorten moleculen op middelgrote moleculen mogelijk maakt. Ze worden gevonden in de externe membranen van gram -negatieve bacteriën (zoals in EN. coli) en mitochondria en chloroplasten. Deze transmembranale eiwitten brengen de membranen volledig over en hun structuur wordt gevormd door β -vellen.

In tegenstelling tot transportproteïnen zijn porines kanaaleiwitten, dat wil zeggen, ze vormen kanalen of open poriën die het membraan oversteken waar het zich bevindt, waardoor de vrije diffusie van moleculen met een geschikte grootte en lading mogelijk is.

Bron: In: Gebruiker: Zephyris [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0/]]

[TOC]

Kenmerken

Porinas zijn eiwitten die transmembrale kanalen creëren en, in tegenstelling tot de meeste eiwitten die een membraan kruisen, wordt het gedeelte dat dit membraan kruist, gevormd door β -vellen in plaats van α -propeller.

Deze uitgebreide membraaneiwitten kunnen een selectiviteit missen ten opzichte van de moleculen die erdoorheen gaan, of kunnen bepaalde mate van grootte en load selectiviteit presenteren. Ze kunnen ook de doorgang van moleculen kleiner dan een bepaalde grootte toestaan.

Het polaire gebied van de porineketen is van binnen en bedekt het waterige kanaal, terwijl het apolaire gedeelte buiten het vat wordt geprojecteerd, interactie met het hydrofobe gebied van de lipide dubbellaag van het membraan.

De diffusie door de kanalen gevormd door deze eiwitten is te wijten aan een concentratiegradiënt van het molecuul of de substantie die het membraan kruist en een passieve diffusie is, dat wil zeggen dat het geen metabole energie vereist voor de beweging van de substantie.

Deze diffusie wordt geregeld door specifieke mechanismen die het kanaal kunnen openen of sluiten en kunnen worden geremd door verschillende verbindingen.

Kan u van dienst zijn: cytotrofoblast: kenmerken, ontwikkeling en functie

Structuur

Aan het einde van de jaren tachtig, door X -Ray Crystallography, werd de atomaire structuur van een porina voor het eerst bepaald, overeenkomend met het celmembraan van Rhodobacter capsulatus dat is een fotosynthetische bacterie.

Deze porina bestaat uit een trimmer, waarbij elk monomeer een β -vat vormt met 16 β -vellen die samen worden gerold, waardoor een cilindrische structuur wordt gevormd om het membraan te kruisen en die een porie vol water binnenin bevat.

Sindsdien zijn verschillende soorten porines beschreven, zowel prokaryotische als eukaryotische cellen. Ze bestaan ​​allemaal uit gekoppelde β -vellen die een β -vatstructuur vormen en een water vol water dat tussen 0,6 tot 3 nm in diameter kan meten.

In de mitochondria bestaan ​​de porines uit 19 β -vellen die elkaar de β -vat vouwden.

In veel bacteriën zijn de porines samengesteld uit 16 en 18 anti-parallelle β-vellen die een β-vat vormen, met waterstofbruggen tussen de nabijgelegen moleculen langs de ketting.

Functie

De porines van de bacteriën en de membranen van mitochondriën en chloroplasten zijn functioneel vergelijkbaar en werken op een vergelijkbare manier, vanwege de gelijkenis in termen van de dimensies van de poriën, atomaire structuur en passieve diffusie -eigenschappen.

De breedte van het porinekanaal wordt gedefinieerd door de uitlijning van polypeptiden in de interne wand van de structuur, waardoor de grootte van de moleculen die erdoorheen zullen gaan, kunnen beperken.

De gelijkenis van deze structuren, versterkt de endosimbiotische theorie, volgens welke de mitochondria van eukaryotische cellen afkomstig zijn van een procariotisch organisme dat werd gefagocieerd door een voorloper van de eukaryotische cel.

Het kan u van dienst zijn: Tone: Kenmerken en functies

In eukaryoten

In eukaryotische cellen worden ze gevonden in de externe membranen van mitochondria en plastiden. Porinas gevonden in het plastic zijn heel weinig bestudeerd.

In het geval van mitochondriën staan ​​ze bekend als mitochondriale porines of spanningsafhankelijke anionische kanalen (VDAC). Het zijn brede kanalen met een geschatte diameter van 3 nm die het grootste eiwitbestanddeel vormen in externe membranen. Ze vertegenwoordigen ongeveer 30% van het totale eiwit in dit membraan.

Genereer permeabiliteit voor moleculen zonder belasting van maximaal 5000 da. Mitochondriale porines maken de doorgang naar de intermembraanruimte van kleine moleculen, ionen en metabolieten mogelijk.

De moleculen en ionen die intermembranale ruimte kruisen, gaan niet door het interne mitochondriale membraan, omdat het een grotere ondoordringbaarheid heeft. Daarom wordt de ruimte tussen de twee membranen geladen met kleine moleculen en ionen, die vergelijkbaar zijn met het cytoplasma.

In prokaryoten

In gram -negatieve bacteriën stelt een extern membraan hen in staat zich te isoleren van de omgeving als beschermingsmaatregel. Dit membraan bevat permeabele voor de voedingsstoffen die bacteriën vereisen.

U kunt er ongeveer 100 vinden.000 porinas in het membraan van een prokaryotische cel, die ongeveer 70% van de totale eiwitten in die structuur vertegenwoordigen.

In darmbacteriën vertegenwoordigt het buitenmembraan bescherming tegen externe schadelijke middelen zoals antibiotica, galzouten en proteasen.

Porines zorgen voor de vangst en eliminatie van kleine hydrofiele moleculen, waardoor de cel voedingsstoffen kan verkrijgen die nodig zijn voor goed functioneren en kunnen worden vrijgegeven uit afvalproducten. In EN. coli, Porinas maken de doorgang van disacchariden, fosfaten en andere kleine moleculen mogelijk.

Montage van de porina's in eukaryoten en prokaryoten

Mitochondriale porines worden geïmporteerd in mitochondria door een eiwitcomplex genaamd Tom (extern mitochondriaal membraan translocase) en worden ingevoegd door het SAM -complex (classificatiemachines en eiwitassemblage).

Kan u van dienst zijn: hoeveel cellen heeft het menselijk lichaam?

Veel studies hebben beschreven omdat sommige externe membraaneiwitten van bacteriën worden geïmporteerd in eukaryotische celmitochondriën door een mechanisme dat wordt beheerd door TOM- en SAM -complexen, wat aangeeft dat dit invoegproces is bewaard tussen de twee systemen.

In bacteriën worden porines ingebracht door een complex met de assemblagemachines van β -vaten genaamd BAM. Dit complex bestaat uit vijf eiwitten, waarvan er vier lipoproteïnen zijn.

Hoewel het insertieproces van porines en hun structuren vergelijkbaar is tussen eukaryotische cellen en prokaryoten, is een opmerkelijk verschil dat in prokaryoten voor het inbrengen van deze structuren de aanwezigheid van lipoproteïnen vereist is.

Aan de andere kant hangt de assemblage in mitochondriale externe membranen af ​​van de aanwezigheid van twee accessoire -eiwitten van het SAM -complex: SAM35- en SAM36 -eiwitten.

Referenties

1. Alberts, B., Bray, D., Watson, J. D., Lewis, J., Roberts, K. & Raff, m. (2002). Biologie van de celmoleculair. Vierde druk. ED. Slingerwetenschap.
2. Devlin, m. T. (1993). Texbook of Biochemistry met chemische correlaties. ED. John Wiley & Sons, Inc.
3. Lodish, h. (2005). Cellulaire en moleculaire biologie. ED. Pan -American Medical.
4. Schirmer, T., & Rosenbusch, J. P. (1991). Prokaryotische en eukaryotische Byins. Huidige mening in de structurele biologie, 1 (4), 539-545.
5. Schulz, G. EN. (1993). Bacteriële byins: structuur en functie. Huidige mening in de structurele biologie, 5 (4), 701-707.
6. VOET, D., & Voet, J. G. (2006). Biochemie. ED. Pan -American Medical.
7. Zeth, K., & Thein, m. (2010). Byins in prokaryoten en eukaryoten: gemeenschappelijke thema's en variaties. Journal Biochemical, 431 (1), 13-22.