Funktion selektiver Transportprozesse in der Zellmembran
Aufnahme von Energieträgern und Stoffwechsel-Intermediaten aus der Umgebung Regulation des Zellvolumens pH Wert und IonenZusammensetzung werden konstan gehalten⇒ günstiges Milieu für enzymatische Aktivität Eliminierung toxischer Substanzen Aufbau von Ionengradienten ( wichtig für Erregbarkeit von Muskeln und Nerven)
Transportarten
-in Richtung eines bestehenden Konzentrationunterschiedes einfache Diffusion erleichterte Diffusion gegen einen Konzentrationsunterschied primär aktiver Transport (ATP- Verbrauch) sekundär aktiver Transport
ATP getriebene Pumpe
transportieren Ionen unter ATP Verbrauch gegen ihren elektrochemischen Gradienten
Ionenkanäle
Bewegung von Ionen entlang ihres elektrochemischen Gradienten
Transporter
erleichtern die Bewegung kleiner organischer Moleküle und Ionen (sehr langsamer Transport wegen Konformationsänderung!!) Mechanismus: Bindung eines oder mehrerer Substratmoleküle Konformationsänderung dadurch Transport der gebundenen Substratmoleküle durch die Membran Freisetzung der Substratmoleküle
ATP getriebene Pumpen (Beispiele für die Kopplung zweier chemischer Reaktionen)
A: energetisch ungünstig - Transport von Ionen "bergauf" also gegen den Konzentrationsgradienten B: energetisch begünstigt - Hydrolyse von ATP zu ADP + Pi Beispiele: Ca2+ Pumpen, Protonenpumpen
Kanalproteine
Porenbildende Membranproteine die geladenen Teilchen entlang ihres Konzentrationsgradienten das durchqueren durch die Biomembran ermöglichen. Werden gestuert durch: Membranpotenzialänderung, Linganden,Temperatur, Licht...
Uniporter
Uniporter transportieren ein molekül in Richtung des Konzentrationsgradienten
Modell für Funtionsweise Glucose Transporters (Uniporter)
Transporter in Grundstellung = Glucose Bindungsstellen außen Bindung von Glucose Konformationsänderung ⇒äußere Bindungsstelle ist inaktiviert⇒Glucose ist jetzt an der zum Zellinneren gewandten Seite gebunden⇒Glucose wird zum Zellinnern hin freigesetzt Transporter macht die umgekehrte Konformationsänderung durch⇒Grundzustand mit außen liegender Bindungsstelle ist wieder erreicht
Antiporter - Symporter
kopplung zweier Transportreaktionen: ein Ion/ Molekül werden gegen den Konzentrationsgradienten transportiert = energetisch ungünstig ein Molekül wird entlang des Konzentrationsgradienten transportiert= energetisch günstig
Import von Glucose aus dem Dünndarm
Der Transport verläuft in mehreren Stufen: 1. Import von Glucose auf der apikalen Seite: Natrium-Glucose-Symporter Die Na+ Konzentration ist im Innern der Zelle niedriger als im Darmlumen, die Glucosekonzentration höher das daraus resultierende elektrochemische Potential liefert die treibende Kraft zur Aufnahme der Glucose! ⇒Cotransport von 2Na+ und 1 Glucose Glucose kann in der Zelle akkumuliert werden (bis zu 30.000fach!), solange ein Konzentrationsunterschied für Na+ besteht 2.Alle Natriumionen die gemeinsam mit Glucose in die Zelle gelangen werden auf der basolateralen Seite herausgepump durch Na+/K+ ATPase 3.Die in den Zellen konzentrierte Glucose gelangt durch ein Uniport Transportprotein über die basolaterale Membran in den Blutstrom
