biofyzika zkouška 2

Membránové proteiny: periferní a integrální

Určují specifické funkce membrány (obsah proteinů 25-75 %):

1. membránové receptory;

2. transmembránový transport látek;

3. elektrické vlastnosti;

4. imunitní odpověď (glykoproteiny);

5. membránové enzymy.

Membránové proteiny jsou cílem více než 50 % léčivých látek.

Mechanismus transportu buněčnou membránou

Transportní proteiny

- jsou selektivně propustné (mohou procházet pouze určité specifické ionty nebo molekuly). Selektivita je ovlivněna charakteristikami proteinového kanálu jako např. velikost, tvar, elektrický náboj na jeho povrchu.

- mohou se otvírat nebo zavírat (konformační změny proteinového kanálu). Řízeno nejčastěji elektricky (změny elektrického potenciálu na membráně), ligandy (vazba specifické molekuly na proteinový kanál) nebo mechanicky.

Klasifikace dle typu iontu: Na+, K+, Ca2+, H+, Cl-, neselektivní kationtové kanály.

Na transportních mechanismech závisí život buňky (metabolické procesy, elektrické potenciály, apod.).

Pasivní transport

- transport látek po koncentračním (elektrochemickém) gradientu.

• Osmóza (akvaporiny – usnadněná osmóza)

• Difuze prostá (O2, CO2, nepolární molekuly)

• Difuze usnadněná (specifická/nespecifická) – pomocí přenašečových proteinů (glukosa, ionty)

Na transportních mechanismech závisí život buňky (metabolické procesy, elektrické potenciály, apod.).

¨

Difuzi iontů ovlivňují 2 faktory:

1. velikost elektrochemického gradientu

2. permeabilita membrány pro daný ion

Aktivní transport - transport molekul a iontů proti elektrochemickému gradientu (spotřeba energie).

Hlavní úkoly transportních mechanismů:

- transport živin z okolí do nitra buňky

- regulace a udržování homeostázy (vyrovnávání fluktuací v okolí buňky)

- udržení vysoké koncentrace elektrolytů uvnitř buňky

- regulace objemu buněk - regulace stálého pH

- gradient Na+, K+ zodpovědný za membránové potenciály (nutný pro vedení nervových impulsů)

34. Klidový membránový potenciál – princip vzniku, význam. Sodíková pumpa. Nernstova rovnice. Goldmanova rovnice. Donnanova rovnováha.

Membránový potenciál

Membránový potenciál (klidový nebo akční) je dán nerovnoměrným rozdělením iontů po obou stranách buněčném membrány. Vzniká na membránách buněk zejména díky aktivnímu transportu a také pasivnímu transportu různých iontů přes buněčnou membránu.

Elektrické potenciály mají významnou úlohu např. při excitaci svalových buněk nebo při přenosu informace v nervových buňkách.

Klidový membránový potenciál

- vytváří se v podmínkách fyziologického klidu, je dán nerovnoměrným rozdělením základních fyziologických iontů (K+, Na+, Cl- a Ca2+) po obou stranách buněčném membrány = vznik elektrického potenciálového rozdílu - kolísá v rozmezí -50 mV až -100 mV - na vzniku a udržení záporného klidového membránového potenciálu se podílí tzv. sodíková pumpa (aktivní transport)