Karakteristik, fungsi, dan perakitan porinas

Itu Porinas Mereka adalah jenis protein membran komprehensif yang memungkinkan penyebaran berbagai jenis molekul berukuran sedang. Mereka ditemukan di membran eksternal bakteri gram -negatif (seperti di DAN. coli) dan mitokondria dan kloroplas. Protein transmembranal ini sepenuhnya mentransfer membran dan strukturnya dibentuk oleh β sheet.

Tidak seperti protein konveyor, porin adalah protein saluran, yaitu, mereka membentuk saluran atau pori -pori terbuka yang melintasi membran di mana ia berada, memungkinkan difusi bebas molekul dengan ukuran dan pemuatan yang sesuai.

Sumber: Dalam: Pengguna: Zephyris [CC BY-SA 3.0 (http: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0/]]

[TOC]

Karakteristik

Porinas adalah protein yang membuat saluran transmembraal dan, tidak seperti kebanyakan protein yang melintasi membran, bagian yang melintasi membran ini dibentuk oleh β sheet alih -alih baling -baling α.

Protein membran komprehensif ini dapat tidak memiliki selektivitas sehubungan dengan molekul yang akan melewatinya, atau dapat menyajikan derajat ukuran dan selektivitas beban tertentu. Mereka juga dapat memungkinkan lewat molekul lebih kecil dari ukuran tertentu.

Daerah kutub dari rantai porin berada di dalam menutupi saluran berair, sedangkan bagian apolar diproyeksikan di luar laras, berinteraksi dengan daerah hidrofobik bilayer lipid dari membran.

Difusi melalui saluran yang dibentuk oleh protein ini disebabkan oleh gradien konsentrasi molekul atau zat yang melintasi membran dan merupakan difusi pasif, yaitu, tidak memerlukan energi metabolisme untuk pergerakan zat tersebut.

Difusi ini dikendalikan oleh mekanisme spesifik yang dapat membuka atau menutup saluran dan dapat dihambat oleh beberapa senyawa.

Dapat melayani Anda: cytotrophoblas: karakteristik, pengembangan dan fungsi

Struktur

Pada akhir 1980 -an, melalui kristalografi x -ray, struktur atom porina ditentukan untuk pertama kalinya, sesuai dengan membran sel dari Rhodobacter capsulatus yang merupakan bakteri fotosintesis.

Porina ini terdiri dari pemangkas, di mana setiap monomer membentuk barel β dengan 16 lembar β yang digulung bersama, membentuk struktur silinder yang mampu melintasi membran dan yang berisi pori yang penuh dengan air di dalamnya.

Berbagai jenis porin telah dijelaskan sejak itu, baik sel prokariotik dan eukariotik. Semuanya terdiri dari lembaran β terkait yang membentuk struktur barel β dan air yang penuh air yang dapat mengukur diameter antara 0,6 hingga 3m.

Di mitokondria, porin terdiri dari 19 lembar β yang saling melipat satu sama lain dalam laras β.

Di banyak bakteri, porin terdiri dari antara 16 dan 18 lembaran β anti-paralel yang membentuk barel β, menghadirkan ikatan hidrogen antara molekul di dekatnya di sepanjang rantai.

Fungsi

Porin bakteri dan selaput mitokondria dan kloroplas secara fungsional serupa, beroperasi dengan cara yang sama, karena kesamaannya dalam hal dimensi pori -pori, struktur atom dan sifat difusi pasif pasif.

Lebar saluran porin ditentukan oleh penyelarasan polipeptida di dinding internal struktur, memungkinkan untuk membatasi ukuran molekul yang akan melewati mereka.

Kesamaan dari struktur ini, memperkuat teori endosimbiotik, yang menurutnya mitokondria sel eukariotik berasal dari organisme prokariotik yang difagoksi oleh prekursor ke sel eukariotik.

Itu dapat melayani Anda: nada: karakteristik dan fungsi

Dalam eukariota

Dalam sel eukariotik mereka ditemukan di membran eksternal mitokondria dan plastid. Porinas yang ditemukan di plastik sangat sedikit dipelajari.

Dalam kasus mitokondria mereka dikenal sebagai mitokondria porin atau saluran anionik yang bergantung pada tegangan (VDAC). Mereka adalah saluran lebar dengan perkiraan diameter 3nm yang membentuk konstituen protein terbesar di membran eksternal. Mereka mewakili sekitar 30% dari total protein dalam membran ini.

Menghasilkan permeabilitas untuk molekul tanpa beban hingga 5000 Da. Porin mitokondria memungkinkan jalan menuju ruang intermembran molekul kecil, ion dan metabolit.

Molekul dan ion yang melintasi ruang intermembranal tidak melewati membran mitokondria internal, karena ia memiliki keterbentuan yang lebih besar. Oleh karena itu, ruang antara kedua membran dimuat dengan molekul kecil dan ion, mirip dengan sitoplasma.

Dalam prokariota

Pada bakteri gram -negatif, membran eksternal memungkinkan mereka untuk mengisolasi diri dari lingkungan sebagai tindakan perlindungan. Membran ini mengandung permeabel nutrisi yang dibutuhkan oleh bakteri.

Anda dapat menemukan sekitar 100.000 porinas dalam membran sel prokariotik, mewakili sekitar 70% dari total protein dalam struktur itu.

Pada bakteri usus, membran luar mewakili perlindungan terhadap agen berbahaya eksternal seperti antibiotik, garam empedu dan protease.

Porin memastikan penangkapan dan eliminasi molekul hidrofilik kecil, sehingga memungkinkan sel untuk mendapatkan nutrisi yang diperlukan untuk fungsi yang tepat dan dapat dilepaskan dari produk limbah. Di dalam DAN. coli, Porinas memungkinkan lewatnya disakarida, fosfat, dan molekul kecil lainnya.

Perakitan porinas dalam eukariota dan prokariota

Porin mitokondria diimpor ke mitokondria oleh kompleks protein yang disebut TOM (translokas membran mitokondria eksternal) dan dimasukkan oleh kompleks SAM (mesin klasifikasi dan perakitan protein).

Dapat melayani Anda: berapa banyak sel yang dimiliki tubuh manusia?

Banyak penelitian telah digambarkan sebagai beberapa protein membran eksternal bakteri diimpor ke mitokondria sel eukariotik dengan mekanisme yang dikelola oleh kompleks TOM dan SAM, menunjukkan bahwa proses penyisipan ini telah dipertahankan antara kedua sistem tersebut.

Pada bakteri, porin dimasukkan oleh kompleks yang memiliki mesin perakitan barel β yang disebut BAM. Kompleks ini terdiri dari lima protein, empat di antaranya adalah lipoprotein.

Meskipun proses penyisipan porin dan strukturnya serupa antara sel eukariotik dan prokariota, perbedaan penting adalah bahwa, dalam prokariota, untuk penyisipan struktur ini, keberadaan lipoprotein diperlukan.

Di sisi lain, perakitannya dalam membran eksternal mitokondria tergantung pada adanya dua protein aksesori kompleks SAM: protein SAM35 dan SAM36.

Referensi

1. Alberts, b., Bray, d., Watson, J. D., Lewis, J., Roberts, k. & Raff, m. (2002). Biologi molekul sel. Edisi keempat. Ed. Ilmu Garland.
2. Devlin, m. T. (1993). Texbook of Biokimia dengan Korelasi Kimia. Ed. John Wiley & Sons, Inc.
3. Lodish, h. (2005). Biologi seluler dan molekuler. Ed. Pan -American Medical.
4. Schirmer, t., & Rosenbusch, J. P. (1991). Byins prokariotik dan eukariotik. Pendapat saat ini dalam biologi struktural, 1 (4), 539-545.
5. Schulz, g. DAN. (1993). Bakteri Byins: Struktur dan Fungsi. Pendapat saat ini dalam biologi struktural, 5 (4), 701-707.
6. Voet, d., & Voet, J. G. (2006). Biokimia. Ed. Pan -American Medical.
7. Zeth, k., & Thein, m. (2010). Byins dalam prokariota dan eukariota: tema dan variasi umum. Jurnal Biokimia, 431 (1), 13-22.