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Trasportatori attivi indiretti e proteine integrali di membrana
ATPI trasportatori attivi indiretti dipendono dall'azione dei trasportatori attivi diretti e le proteine sia in quello diretto che in quello indiretto sono quelle integrali di membrana e sono proteine allosteriche: hanno due conformazioni. Una con l'apertura del sito che lega la sostanza da trasportare rivolta verso un lato della membrana e l'altra conformazione che ha rivolto questo sito di legame verso l'altra parte della membrana.
Le sostanze si muovono da una regione con minor concentrazione a una con maggior concentrazione. I trasportatori vengono chiamati POMPE. Il termine pompa sta a indicare un movimento contro gradiente di concentrazione o contro gradiente elettrochimico.
Le pompe maggiormente usate sono le pompe di tipo P che trasportano principalmente ioni utilizzando l'ATP. Utilizzano non soltanto l'energia che deriva dal distacco dell'ultimo fosfato dall'ATP ma vanno a legare direttamente il fosfato inorganico ad un aminoacido della
Loro struttura. Queste pompe vengono chiamate P perché P sta per fosforilazione. C'è sempre un momento in cui la pompa lega un fosfato e quindi viene fosforilata ed è questo evento che induce il cambio di conformazione e permette di trasportare la sostanza attraverso la membrana.
I trasportatori chiamati ABC sono simili come struttura però portano molecole polari anche di grandi dimensioni. Hanno una struttura con attività catalitica anche loro perché sono in grado di idrolizzare l'ATP ma non hanno l'evento di fosforilazione.
Le pompe V sono pompe ritrovate nelle vescicole come ad esempio lisosomi o vacuoli litici e sono in grado di trasportare ioni, in particolar modo protoni e hanno attività catalitica quindi utilizano l'energia derivata dall'idrolisi dell'ATP.
Ci sono altre pompe chiamate ATP sintasi di tipo F che non sono veramente delle pompe ma sono un complesso proteico che abbiamo nel mitocondrio e nel cloroplasto.
chepermette di fare il contrario di un trasporto attivo. Non idrolizza l'ATP me sono le molecoleche creano l'ATP nelle nostre cellule utilizzando il metabolismo energetico.Questi sono complessi proteici che creano l'ATP me allo stesso tempo sono in grado ditrasportare p+ attraverso diffusione facilitata..Le pompe ATP dipendenti sono le pompe P, quelle vescicolari e le ABC. È una pompa che mantiene una serie di equilibri compreso quello dei gradienti chevengono usati per il trasporto attivo di tipo secondario cioè la pompa Na/K ATPasi. ATPasi significa che ricava energia dall'idrolisi dell'ATP. È una pompa multimerica. È una proteina trans-membrana formata da 4 subunità. 2di queste hanno l'attività catalitica in grado di idrolizzare l'ATP.La pompa sodio/potassio ATPasi permette il movimento del sodio e del potassiocon un meccaniso di antiporto contro gradiente di concentrazione.Il sodio è piùconcentrato all'esterno della cellula e il potassio è più concentrato all'interno della cellula. Questa pompa trasporta il potassio all'interno contro gradiente di concentrazione e trasporta gli ioni sodio contro gradiente di concentrazione fuori dalla cellula. A ogni ciclo di attività faccio entrare 2 ioni K e faccio uscire 3 ioni Na. La pompa ha 2 catene polipeptidiche alfa dove è presente anche l'attività catalitica dell'idrolisi dell'ATP. In una delle 2 si ha l'aminoacido che viene fosforilato in seguito all'idrolisi dell'ATP e presenta il sito di legame favorevole per il Na rivolto verso l'interno della cellula. Il sito di legame per il K è rivolto verso l'esterno. Le 2 catene B sono delle glicoproteine. Hanno le catene oligosaccaridiche rivolte verso l'esterno della cellula. Inizialmente si ha la conformazione allosterica 1 che può variare la struttura nativa passando dallaconformazione E1 alla conformazione E2. La differenza è che in un caso ho un sito di legame per gli ioni verso l'interno dellacellula, nell'altro ho il sito di legame rivolto verso l'esterno. Quando è nella conformazione E1 ha affinità per il Na. 3 ioni di Na si vanno a legare. Questo attiva l'attività enzimaticacatalitica della proteina. Prende l'ATP nella cellula, fa idrolisi. Si forma ADP+Pi e il fosfato che viene liberatoviene legato in modo covalente al trasportatore stesso. L'evento di fosforilazione è quello che da l'imput per cambiare conformazione dallaconformazione 1 alla conformazione 2. Questo tipo di struttura ha meno affinità di legame per il Na. I 3 ioni vengono rilasciatifuori dalla cellula e in questo punto si legano 2 ioni K e il legame con il K riattival'attivita catalitica della pompa. Il Pi viene staccato e la pompa ricambia forma e tornaalla conformazione E1. il K viene
rilasciato all'interno. È una pompa fondamentale per le cellule animali e viene chiamata pompaelettrogenica. La sua capacità elettrogenica risiede nel movimento netto degli ioni K e Na. Accumulo cariche positive all'esterno e cariche negative all'interno, infatti le nostre membrane presentano una differenza di potenziale. Nelle cellule animali la responsabile del mantenimento di questo potenziale è la pompa Na/K ATPasi. Se lei smettesse di funzionare a livello del nostro tessuto nervoso non avremmo più una segnalazione elettrica. Quando a livello del muscolo scheletrico o muscolo cardiaco non c'è più la possibilità di segnalazione allora i muscoli saranno morti. Le non hanno una pompa Na/K ATPasi ma hanno una pompa elettrogenica che svolge la stessa funzione. Creare una differenza di potenziale. È una pompa di tipo P ATPasica ed è una pompa protonica presente anche nei batteri e nei funghi. Si tratta di un
Il movimento uniporto trasporta soltanto gli ioni H, portandoli all'interno della cellula verso l'esterno. La differenza di potenziale è sempre più positiva all'esterno rispetto all'interno.
La pompa può esistere in due conformazioni allosteriche. Una con un sito di legame per i protoni da un lato della membrana e l'altra dall'altro lato. L'evento per cambiare conformazione è sempre quello della fosforilazione.
Il meccanismo di trasportazione è leggermente diverso. Parto da una pompa fosforilata con già legato il fosfato e una concentrazione di ioni H all'interno e una maggiore concentrazione di ioni H all'esterno. Arrivano gli ioni H, si legano, si ha un cambio di conformazione che rilascia il protone verso l'esterno. Una volta lasciata verso l'esterno la struttura cambia conformazione. Poi viene rifosforilata e riparte il ciclo.
Nei lisosomi e nei vacuoli ci sono delle pompe protoniche ma...
Non sono pompe di tipo P. Utilizzano l'ATP come fonte di energia ma non hanno l'evento di fosforilazione. Quando si parla dei lisosomi si parla di organelli con pH acido. Questo pH acido viene mantenuto perché i protoni vengono pompati verso l'interno ma tramite pompe di tipo V. Una pompa acida di tipo ATPasico la si può avere anche nel nostro stomaco. Si ha un trasportatore che fa trasporto attivo diretto che scambia protoni con ioni K utilizzando l'idrolisi dell'ATP. Il trasportatore tende a scambiare protoni con ioni K, il K viene fatto entrare nella cellula contro gradiente di concentrazione e i protoni verso l'esterno, nel lume dello stomaco. Se questa pompa funzionasse a prescindere come nel caso delle persone che soffrono di acidità di stomaco si avrebbe un continuo riversare di succhi acidi nello stomaco che danneggerebbero i tessuti. Si deve esporre questa pompa solo nel caso in cui ce ne sia bisogno, cioè quando mangiamo perché
L'ambiente acido favorisce l'attività degli enzimi dello stomaco che funziona a pH acido e ci permettono di digerire almeno in parte le macromolecole che vengono introdotte con l'alimentazione.
Arriva il cibo, parte la segnalazione mediata dall'istamina, l'istamina si va a legare a un recettore sulle cellule dello stomaco. Questo attiva un segnale che porta il movimento di queste vescicole membranose verso la membrana. Si fondono con la membrana e a questo punto mi ritrovo nelle mie cellule dello stomaco la pompa di cationi esposta sulla membrana.
Consumando energia accumulo protoni nel lume dello stomaco e K+ all'interno.
Se le persone soffrono di acidità si può neutralizzare con dei farmaci l'accumulo di protoni dando delle sostanze, agenti basici che neutralizzino i protoni oppure dare un farmaco antiacido che agisce bloccando il segnale dell'istamina sulla esposizione dei recettori. Sono ancora molto studiati in campo farmacologico.
Perché trasportano soluti, quindi molecole polari e non ioni. Sono molto studiate nell'uomo perché sono spesso responsabili dell'espulsione dei farmaci dalle nostre cellule, soprattutto antibiotici e agenti tumorali. Sono stati trovati soprattutto in grandi quantità in alcuni pazienti oncologici dopo il trattamento con i chemioterapici. Spesso la chemioterapia ha come effetto collaterale l'attivazione di questi trasportatori perché le cellule cercano di difendersi dall'attività citotossica di questi agenti tumorali e ne producono in grande quantità. Consuma energia ma non direttamente ATP. Utilizza un gradiente elettrochimico o chimico che viene prodotto da una pompa. Ho sempre una pompa che mi crea uno squilibrio di concentrazione di un determinato ione che poi viene utilizzato dal trasportatore coinvolto nel trasporto attivo indiretto per far passare una sostanza contro gradiente di concentrazione. Si ha una che accumula protoni nell'ambiente.
extracellulare.Il trasportatore che fa trasporto attivo indiretto è una proteina allosterica e permette di far passare uno ione che ha una differenza di concentrazione tra esterno ed interno attraverso un movimento che è una diffusione facilitata. Si muove dalla zona più concentrata alla zona meno concentrata.Il trasporto attivo indiretto accoppia sempre una diffusione facilitata con il movimento d’intersse del soluto o dello ione contro gradiente di concentrazione
Ione H che passa da zona più concentrata a zona meno concentrata
Il soluto che passa dalla zona meno concentrata a quella più concentrata.
Se non ci fosse il gradiente dello ione H+ non potrei far passare il soluto.
La diffusione facilitata tende ad una condizione di equilibrio tra interno ed esterno ed è un movimento che da un punto di vista termodinamico è favorevole. È un movimento che libera energia.
Nelle nostre cellule a livello dell’intestino abbiamo
dei trasportatori attivi indiretti per zuccheri