Charakterystyka, funkcja i montaż porinas

Porinas Są rodzajem kompleksowego białka błony, które umożliwia rozpowszechnianie różnych rodzajów cząsteczek o średnich rozmiarach. Znajdują się w zewnętrznych błonach bakterii Gram -ujemnych (jak w I. coli) oraz mitochondria i chloroplasty. Te transbranowe białka całkowicie przenoszą błony, a ich struktura powstaje przez arkusze β.

W przeciwieństwie do białek przenośnych, poriny są białkami kanałowymi, to znaczy tworzą kanały lub otwarte pory, które przecinają membranę, w której się znajduje, umożliwiając swobodną dyfuzję cząsteczek o odpowiednim rozmiarze i ładowaniu.

Źródło: W: Użytkownik: Zephyris [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0/]]

[TOC]

Charakterystyka

Porinas są białkami, które tworzą kanały transmembraalne i, w przeciwieństwie do większości białek, które przekraczają błonę, część, która przekracza tę błonę, jest składana przez arkusze β zamiast α śmigła.

Te kompleksowe białka błonowe mogą nie mieć selektywności w odniesieniu do cząsteczek, które przez nie przechodzą lub mogą przedstawić określone stopnie wielkości i selektywność obciążenia. Mogą również pozwolić na przejście cząsteczek mniejszych niż określony rozmiar.

Polarny region łańcucha porinu znajduje się w środku pokrycia kanału wodnego, podczas gdy część apolarna jest rzutowana poza lufą, oddziałując z regionem hydrofobowym dwuwarstwy lipidowej membrany.

Dyfuzja przez kanały utworzone przez te białka wynika z gradientu stężenia cząsteczki lub substancji, która przecina błonę i jest pasywną dyfuzją, to znaczy nie wymaga energii metabolicznej do ruchu substancji substancji.

Ta dyfuzja jest kontrolowana przez określone mechanizmy, które mogą otwierać lub zamykać kanał i mogą być hamowane przez kilka związków.

Może ci służyć: cytotrofoblast: Charakterystyka, rozwój i funkcja

Struktura

Pod koniec lat 80. XX wieku, poprzez krystalografię X -Bray, po raz pierwszy określono strukturę atomową poriny Rhodobacter Capsulatus która jest bakterią fotosyntetyczną.

Ta porina składa się z trymera, w którym każdy monomer tworzy lufę β z 16 arkuszami β, które są zwinięte razem, tworząc cylindryczną strukturę zdolną do przekraczania membrany i która zawiera pory pełne wody w środku.

Od tego czasu opisano różne typy porin, zarówno komórki prokariotyczne, jak i eukariotyczne. Wszystkie z nich składają się z połączonych arkuszy β, które tworzą strukturę lufy β i wodę pełną wody o średnicy od 0,6 do 3 nm.

W mitochondriach poriny składają się z 19 arkuszy β, które składały się nawzajem lufy β.

W wielu bakteriach poriny składają się z 16 do 18 przeciwrów równoległych β, które tworzą lufę β, przedstawiając wiązania wodorowe między pobliskimi cząsteczkami wzdłuż łańcucha.

Funkcjonować

Poriny bakterii i błony mitochondriów i chloroplastów są funkcjonalnie podobne, działające w podobny sposób, ze względu na jego podobieństwo pod względem wymiarów porów, struktury atomowej i pasywnych właściwości dyfuzji.

Szerokość kanału porin jest zdefiniowana przez wyrównanie polipeptydów w wewnętrznej ścianie struktury, umożliwiając ograniczenie wielkości cząsteczek, które przez nie przechodzą.

Podobieństwo tych struktur wzmacnia teorię endosimbiotyczną, zgodnie z którą mitochondria komórek eukariotycznych pochodzi z organizmu prokariotycznego, który był fagocizowany przez prekursor komórki eukariotycznej.

Może ci służyć: ton: cechy i funkcje

W eukariotach

W komórkach eukariotycznych znajdują się je w zewnętrznych błonach mitochondriów i plastydów. Porinas znalezione w plastiku były bardzo mało badane.

W przypadku mitochondriów są one znane jako mitochondrialne poriny lub zależne od napięcia kanały anionowe (VDAC). Są to szerokie kanały o przybliżonej średnicy 3 Nm, które stanowią największy składnik białka w błonach zewnętrznych. Reprezentują około 30% całkowitego białka w tej błonie.

Generuj przepuszczalność cząsteczek bez obciążenia do 5000 Da. Poriny mitochondrialne umożliwiają przejście w kierunku przestrzeni międzybłonowej małych cząsteczek, jonów i metabolitów.

Cząsteczki i jony, które przekraczają przestrzeń międzybranową, nie przechodzą przez wewnętrzną błonę mitochondrialną, ponieważ ma ona większą nieprzepuszczalność. Dlatego przestrzeń między dwiema błonami jest obciążona małymi cząsteczkami i jonami, ponieważ jest podobny do cytoplazmy.

W prokariotach

W bakteriach Gram -ujemnych membrana zewnętrzna pozwala im odizolować się od środowiska jako miara ochrony. Ta membrana zawiera przepuszczalne dla składników odżywczych wymaganych przez bakterie.

Możesz znaleźć około 100.000 porin w błonie komórki prokariotycznej, co stanowi około 70% wszystkich białek w tej strukturze.

W bakteriach jelit zewnętrzna błona reprezentuje ochronę przed zewnętrznymi szkodliwymi środkami, takimi jak antybiotyki, sole żółciowe i proteazy.

Poriny zapewniają wychwytywanie i eliminację małych cząsteczek hydrofilowych, umożliwiając w ten sposób komórkę uzyskanie składników odżywczych niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania i mogą być uwalniane z produktów odpadowych. W I. coli, Porinas pozwalają na przejście disacharydów, fosforanów i innych małych cząsteczek.

Montaż porin w eukariotach i prokariotach

Poriny mitochondrialne są importowane do mitochondriów przez kompleks białkowy o nazwie TOM (zewnętrzna translokaza błony mitochondrialnej) i są wstawiane przez kompleks SAM (maszyna klasyfikacyjna i składanie białka).

Może ci służyć: ile komórek ma ludzkie ciało?

Wiele badań opisało jako niektóre zewnętrzne białka błonowe bakterii są importowane do mitochondriów komórkowych eukariotycznych za pomocą mechanizmu zarządzanego przez kompleksy Tom i SAM, co wskazuje, że ten proces wstawiania został zachowany między dwoma systemami.

W bakteriach poriny są wstawiane przez kompleks, który ma maszynerię montażową beczek β zwanych BAM. Ten kompleks składa się z pięciu białek, z których cztery to lipoproteiny.

Chociaż proces wstawiania porin i ich struktur jest podobny między komórkami eukariotycznymi i prokariotami, godną uwagi różnica polega na tym, że u prokariotów do wprowadzenia tych struktur wymagana jest obecność lipoprotein.

Z drugiej strony, jego montaż w mitochondrialnych błonach zewnętrznych zależy od obecności dwóch dodatkowych białek kompleksu SAM: białka SAM35 i SAM36.

Bibliografia

1. Alberts, ur., Bray, d., Watson, J. D., Lewis, J., Roberts, k. & Raff, m. (2002). Biologia komórki molekularnej. Czwarta edycja. Wyd. Garland Science.
2. Devlin, m. T. (1993). Texbook biochemii z korelacjami chemicznymi. Wyd. John Wiley & Sons, Inc.
3. Lodish, h. (2005). Biologia komórkowa i molekularna. Wyd. Pan -american Medical.
4. Schirmer, t., I Rosenbusch, J. P. (1991). Prokariotyczne i eukariotyczne przez. Obecna opinia w biologii strukturalnej, 1 (4), 539-545.
5. Schulz, G. I. (1993). Bakteryjne przezny: struktura i funkcja. Obecna opinia w biologii strukturalnej, 5 (4), 701-707.
6. Voet, d., & Voet, J. G. (2006). Biochemia. Wyd. Pan -american Medical.
7. Zeth, k., & Thein, m. (2010). Przez osoby w prokariotach i eukariotach: wspólne tematy i odmiany. Journal Biochemical, 431 (1), 13-22.