enzimas: clase 2 transporte de menbrana

digitalizado por melilds 1

TRANSPORTE DE MENBRANA Y

SISTEMAS DE COMUNICACION


TEMA 2TRANSPORTE DE MENBRANA PLASMATICA Y

SISTEMA DE COMUNICACION

Transporte específico de moléculas hacia el interior y exterior de la célula

Mecanismo de Transporte Principales sistemas de transporteProteínas transportadoras de membranaIonóforosSeñalización molecular: Sistemas de comunicación celular. Proteina G Reacción en cascada


Composición y estructura de las Membranas Biológicas

La célula está rodeada por una membrana denomina da Membrana plasmáticaLa membrana delimita el territorio de la célula y controla el contenido químico de la

célula.


GRADIENTES IONICOS

Na+ = 10 mMK+ = 140 mM

Cl- = 4 mMOrganic compounds

Na+ = 145 mMK+ = 5 mM

Cl- = 110 mM


PERMEABILIDAD DE UNA BICAPA LIPIDICA DE FOSFOLIPIDOS A VARIAS SUSTANCIAS


DIFUSION SIMPLE

Dos compuestos pequeños y apolares como el O2 y CO2 se mueven por difusión simple Otros compuestos hidrofóbicos (liposolubles) de mayor tamaño como Acidos grasos y estroides se mueven tambien a traves de las bicapas lipidicas por difusion simple Moleculas polares sin carga, muy pequeñas como la :Urea,etanol,H2O pueden atravezar pero en manor grado y más lentamente que las moléculas apolares.

Los iones y moléculas polares mas grandes pueden difundir pero son rechazadas debido a su naturaleza hidrofílica


MOSAICO FLUIDOLos iones y moléculas polares mas grandes ingresan a la célula ó egresan de ella según sus

respectivas gradientes a través de proteínas de la membrana llamadas proteínas transportadoras (delimitan el espacio hidrofílico para que pase la molécula)

Esta difusión facilita da utiliza los canales y los carriers ó permeasas.

http://www.educared.org/wikiEducared/Imagen:Membrana_con_elementos.jpg.html


DIFUSION FACILITADA POR CANALES IONICOS

Los canales son proteínas que ofrecen un canal hidrofílico para el pasaje de iones.Algunos canales están permanentemente abiertos. Otros presentan compuertas cuyo cierre ó apretura están regulados por algún tipo de señal.


Los carrier o permeasas son proteínas donde encajan un determinado tipo de soluto, el cual produce un cambio conformacional al pasar al lado opuesto de la membrana, donde es liberado retornan do el carrier a su conformación originalEn la membrana celular existen carriers para transportar; glucosa, aa, dipeptidos y otras moléculas polares.


FUNCION A DISTINTOS TIPOS DE PROTEINAS TRANSMENBRANALES


CLASES DE TRANSPORTE


TIPOS DE ATPasas• Tipo E-ATPasas:son transportadores de superficie celular

que hidrolizan trifosfatos de nucleosidos.Es dependiente del Ca+

+,Mg++

• Tipo F-ATPasas:función en la translocacion de H en la mitocondria durante la fosforilacion

• Tipo P-ATPasas: ubicadas en la menbrana plasmatica y participan en el transporte de H K+ , Na Ca Cu Mg.Se agrupan en 5 clases.P1-P5 y subclases

• ATPasas de tipo V se encuentran en las vesiculas de acidos y lisosomas y tiene homologia con las ATPasas de tipo F


Bombas en el plasmalemaH+ ATPasa (tipo P)• Cuando el protón se une a una proteína se da una fosforilacion y se

cambia la conformación de la proteína, lo cual provoca el transporte de H+.

• La energía se obtiene en este caso del ATP, que proviene mayoritariamente de la respiración mitocondrial.

• La energía metabolica se acumula en forma de asimetría en la concentración de H+ y especialmente como diferencia de potencia eléctrico entre el citoplasma y el exterior o fuerza H+ y especialmente como diferencia de potencial eléctrico entre el citoplasma y el exterior o fuerza H+ motriz. Es una bomba electrogénica que contribuye a energetizar la membrana o el potencial de membrana.


Bombas en el plasmalema

Ca2+ h+ ATPasa (tipo P)• Se trata de una bomba que saca Ca2+ del

citoplasma al tiempo que incorpora H+ en un proceso igualmente dependiente de ATP.

• Menos electrogénica que la anterior.• Su función es evacuar Ca2+ del citoplasma

para mantener su concentración en torno a 0.1 uM


La familia de transportadores ABC


TRANSPORTE DE MOLECULAS PEQUEÑASTRANSPORTE PASIVO

• El movimiento es a favor de un gradiente de concentración.

• No supone gasto de energía.1. Difusión simple:De este modo atraviesan:

Moléculas no polares. Gases (CO2 y O2) Hormonas esteroideas y tiroideas Pequeñas moléculas polares como:

agua, etanol, glicerol y urea.2. Difusión facilitada:De este modo atraviesan :

– Moléculas polares grandes– Iones

Se produce mediante:– Proteínas transportadoras o

permeasas.– Proteínas canal o canales ionicos

TRANSPORTE ACTIVO• El movimiento es en contra de un gradiente de

concentración.• Supone gasto de energía.1. Bomba de Na+/K+: Gasta una molécula de ATP en:– Expulsar de la célula 3 iones Na+ e introducir

2 iones K+, ambos en contra de su gradiente de concentración.

– Contribuye a controlar la presión osmótica y el potencial de membrana.

2. Sistemas de cotransporte:Proteínas de transmembrana que transportan moléculas en contra de su gradiente de concentración.

– Utilizan la energía potencial almacenada en el gradiente de Na+ existente entre un lado y otro de la membrana creado por la bomba de Na+/K+.

– Puede ser en el mismo o en distinto sentido.


TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO• Bomba de 3Na+/2K+ ATPasa:– Su inhibición (> [Na+] en el LIC) por glucósidos

cardiacos aumenta la fuerza contráctil del corazón.

• Bomba de Ca++ ATPasa: mantiene baja la [Ca] en el LIC (10 -7 M).

• Bomba de H+/K+ ATPasa: bombea [H+] del LIC a la luz del estómago.– Su inhibición reduce la [H+]


• Se encuentra en todo tipo de célula• Es una proteina integral (transmembranaria)• Transporta corriente, es electrogénica• En reposo contribuye a 45% de nuestros gastos

energéticos• Es responsable de las concentraciones intra y extra

celulares de Na+ y K+

Bomba de Na+/K+ ATPasa


BOMBA DE H+/K+ ATPASA:SECRECIÓN DE JUGO GÁSTRICO POR LAS CÉLULAS PARIETALES

Se necesitan 4 componentes proteínicos para generar HCL • Una proteína antiport de CL- y -HCO3

• Una proteína de canal de CL-

• Una proteína de canal de K+

• Una ATPasa de H+/K+

H+ K+ -ATPasa


Transporte activo secundario

• COTRANSPORTE (glu, aa)

3 Na+

glu

glu 2K+


ABSORCIÓN DE GLUCOSA ATRAVES DEL INTESTINO

• El Na y glucosa por simport hacia debajo de gradiente de concentración a través del portador.

• El Na y glucosa por mecanismo simport • La glucosa es transportada por difusión facilitada a través de la

membrana basal.


http://1.bp.blogspot.com/_PaSWhFVhfOM/TMMrh_oYgkI/AAAAAAAAABw/DUocWISnCDc/s1600/TRANSPORTE+ACTIVO.jpg


MECANISMO ANIONICO “ANTIPORT” PASIVOPARA EL MOVIMIENTO DEL CL- Y HCO3

A TRAVÉS DE LA MEMBRANA ERITROCITA


TRANSPORTE DE MOLECULAS PEQUEÑAS

TRANSPORTE PASIVO TRANSPORTE ACTIVO .El movimiento es a favor de su gradiente .El movimiento es contra su gradiente de concen de concentración tracion .No supone gasto de energía .Supone gasto de energia

DIFUSION SIMPLE: atraviesan Bomba de Na+ /K+

Moléculas no polares - Gasta una molecula de ATP en Gases (CO2.O2) expulsar 3 iones de Na+ e introducir 2 iones Hormonas esteroideas y tiroideas de K+ , ambos en contra de su gradiente de concen

Pequeñas moleculares polares como tracion H2O,etanol.glicerol.urea - Contribuye a controlar la presión osmótica y el

DIFUSION FACILITADA;atraviezan potencial de menbrana .Moléculas polares grandes SISTEMAS DE COTRANSPORTE .Iones Proteinas de transmenbrana que transportan Se produce mediante moleculas en contra de su gradiente de concen Proteinas transportadoras ó permeasas tracion .Proteinas canal ó canal ionico Utiliza la energia potencial almacenada en el en el gradiente de Na+ existente entre un lado y otro de la menbrana creado por la bomba Na+/K


IONOFOROS

• Ciertos antibióticos de origen bacteriano facilitan el movimiento de iones inorgánicos monovalentes y divalentes a través de las menbranas biológicas sintéticas

CLASIFICACION: Ionóforos transportadores móviles Ionóforos que forman un canal Caracteristica:Los iones son translocados mediante un mecanismo de transporte facilitado pasivo


IONOFOROS PRINCIPALES COMPUESTO PRINCIPALES ACCION CATIONES TRANSPORTADOS

VALINOMICINA K + Rb+ “ Unipor” electrogénicoNONACTINA NH4 + K+ “ Unipor” electrogénicoA23187 Ca ++ /2 H+ “Antipor” electroneutroNIGERICINA Ca++ /H+ “Antipor” electroneutroMONENSINA Na + /H+ “Antipor” electroneutroGRAMICIDINA H+ , Na + , K+ , Rb+ Forma canalesALAMETICINA K + ,Rb+ Forma canales


NIGERICINA

• Funciona

El grupo carboxilo al disociarse ,capta un ion positivo ( K+ ) y formar una molécula neutra ,transportando el K+ al otro lado de la menbrana,funcio nando como un antiporter al intercambiar un ion K+ por un ion H+ Por lo tanto el mecanismo es electricamente neutro


VALINOMICINA

Transporta K+ mediante un mecanismo electrogenico simple y al transportar un K+ cargado positivamente a traves de la menbrana puede conducir a una separacion de cargas a traves de la menbrana


RESUMEN


TRANSPORTE DE LA GLUCOSA A TRAVES DE LA MENBRANA

La glucosa es el principal sustrato energético de la célula.

¿Como se transporta la glucosa? requiere una proteina transportadora en la

menbrana celularSe conocen dos sistemas de transporte:1.- SGLT (sodium-glucose transporters)2.- GLUT glucose transpoters


• TRANSPORTADORES DE GLUCOSA

SGLT y GLUT

•


TRANSPORTADORES SGLT

• Son proteinas que efectuan un transporte acopla do,en el que ingresan conjuntamente a la célula sodio y glucosa-o-galactosa-en algunas casos.

• Se aprovecha el ingreso de Na+a favor del gradien te electroquímico entre el exterior y el interior de la célula para transportar la glucosa en contra de su gradiente químico.

• Se han identificado tres transportadores SGLT:• SGLT 1,SGLT 2 y SGLT 3


Son proteinas que efectuan un transporte acoplado en el que ingresan conjuntamente a la celula Na y Glucosa.Se.localizan en la menbrana luminal de las celulas epiteliales encargadas de la absorcion (intestino delgado) y reabsorcion (tubulo contorneado proximal


SGLTs SGLT-1-Intestino delgado y nefrona S3 proximal-codificado en el cromo 22-ALTA AFINIDAD POR Glucosa (Km bajo)-ingresa 2 Na + 1 Gluc

SGLT-2-Nefrona S1 y S2 ( no intestino) reabsorbe 90% de la glucosa filtrada-codificada en el cromo 16.Presenta 50% de homologia con SGLT-1-transporta 1 molecula de Glucosa por 1 de Na +

SGLT-3

-No hay referencia en humano solo en cerdos-codificada en crom 22-transporta 1 Na + + 2 Glu


TRANSPORTADORES DE GLUCOSAISOFORMAS NUMERO KM MONOSACARIDOS LOCALIZACION FUNCION DE AA Mm QUE TRANSPORTA EN LOS TEJIDOS

SGLT 1 664 0.3 Glucosa,galactosa Intestino delgado Absorcion y re Nefrona proxima absorcion Gluc

SGLT 2 672 7.5 Glucosa,galactosa Nefrona proxima Absorcion y re absorcion Gluc

SGLT 3 674 7.5 Glucosa,galactosa Sin determinar Absorcion y re absorcion Glu.


MODELO PARA EL COTRANSPORTE DE Na-GLUCOSA


o


TRANSPORTE FACILITADO GLUT 1

Es una proteina de 664 aminoacidos codificado por un gen que se localiza en el cromosoma 22


GLUTsGlut 1: (Km para la glucosa bajo se ha encontrado en el

cerebro ,eritrocitos, endotelio,retina (reabsorcion) y barrera hematoencefa lica y placenta.Permite el ingreso basal de glucosa.Transporta además galactosa

Glut 2: (km alto) es el transportador de glucosa

enhigado,riñon,in testino y en celulas beta del pancreas facilitan el ingreso de glucosa como respuesta a la hiperglicemia.Muy sensible a los cambios de glicemia.

Glut 3 (km, bajo) mayor expresion en SNC,se ven en placenta,ri ñón,corazon en cerebro,trabaja en secuencia con el Glut 1


• GLUT 4: Es la isoforma dependiente de insulina,presente en el músculo y en las células adiposas,permanece almacena da en vesículas,la insulina aumenta el número de transporta dores en la menbrana plasmatica.

• GLUT 5: Se encuentra en el intestino delgado,espermatozoi des,riñón ,células de la microglia.Transporta fructosa


Las vesículas están sometidas a un ciclo continuo de exocitosis -endocitosis. En ausencia de un estimulo apropiado, la mayor parte del GLUT (90%) permanece almacedo en vesículas intracelulares localizadas en el citoplasma


GLUT 6

GLUT 7GLUT8GLUT 9

GLUT 10

GLUT 11

GLUT 12

GLUT 13


Hormonas receptores y segundos mensajeros


MOLECULAS DE SEÑALIZACION INTRACELULAR

Proteina G heterotriméricasGTP-asasNucleótidos cíclicos (cAMP,cGMP)Ca2+ Derivados inositoles: fosfatidil inositol trifosfato diacil glicerol inositol trifosfatoProteinas quinasas y fosfatasas


REACCION EN CASCADA

• 1.-Union de hormona-receptor• 2.-Activacion de la Proteina G• 3.-Activacion de la Adenil ciclasa• 4.-Formacion de cAMP• 5.-Activacion de Proteinkinasa A• 6.-Cascada de fosforilaciones• 7.-Activacion de la enzima reguladora• 8.Efectos Metabólicos


El receptor de insulina actua como una quinasa que fosforila residuos de tirosina del propio receptor y de otras proteinas En ausencia de Insulina la tirosina quinasa permanecedesconec tada

El receptor activado fos forilasustra tos e induce todos los efectos de la insulina


GRACIAS


Retina,riñon (re<absorcion) y barreras hematoencefalicas y placenta.Permite el ingreso basal de glucosa:transporta ademas

galactosa

SGLT-1

enzimas: clase 2 transporte de menbrana

Health & Medicine