Posredovani transport
Posredovani transport odnosi se na ćelijski transport koji se odvija na nivou lipidnog dvosloja kroz interakcije fosfolipida ili, češće, pomoću membranskih transportnih proteina. Supstance u ljudskom tijelu mogu biti hidrofobne, elektrofilne, nositi pozitivan ili negativan naboj ili imati neko drugo svojstvo. Zbog toga postoje situacije kada takve supstance ne mogu preći ćelijsku membranu putem kretanja nezavisnog od proteina.[1] Ćelijska membrana je ugrađena s brojnim membranskim transportnim proteinima koji omogućavaju ovakvim molekulama da ulaze i izlaze iz ćelije. Postoje tri tipa posredovanih transportera: uniporteri, simporteri i antiporteri. Supstance koje se mogu transportovati uključuju hranljive materije, ione, glukozu i druge, u zavisnosti od potreba ćelije. Jedan primjer uniport posredovanog transportnog proteina je GLUT1. GLUT1 je transmembranski protein, što znači da se proteže kroz cijelu debljinu ćelijske membrane, povezujući vanćelijski i unutarćelijski prostor. To je uniport sistem jer specifično transportuje glukozu samo u jednom smjeru, niz njen koncentracijski gradijent, preko ćelijske membrane.
Još jedan primjer proteina za transport posredovan uniporterom je mikrosomalni protein za prijenos triglicerida (MTTP), koji je odgovoran za kataliziranje sastavljanja lipoproteina bogatih trigliceridima, kao i za njihovo oslobađanje iz lumena endoplazmatskog retikuluma. Ono što ovaj specifični transportni protein izdvaja jeste to što zahtijeva da se protein PRAP1 veže za lipoprotein kako bi olakšao njegov transport. MTTP prepoznaje samo kompleks PRAP1–lipoprotein i tek tada katalizira transportnu reakciju.[2] Na određeni način, protein PRAP1 djeluje kao signal za MTTP. Značaj ovakvih interakcija ukazuje na to da posredovani transport ne zavisi samo od transmembranskih proteina, već može zahtijevati i prisustvo dodatnih, ne-transmembranskih proteina. Na primjer, istraživanja pokazuju da u odsustvu potpuno funkcionalnog proteina PRAP1, MTTP ne uspijeva transportovati određene lipoproteine kroz membranu endoplazmatskog retikuluma.
Primjer proteina za transport posredovan simporterom je SGLT1, natrij/glukoza kotransporter protein koji se uglavnom nalazi u crijevnom traktu. Protein SGLT1 predstavlja simporterski sistem jer prenosi i glukozu i natrij u istom smjeru, iz lumena crijeva u unutrašnjost crijevnih ćelija.[3]
Primjer proteina za transport posredovan antiporterom je natrij–kalcij antiporter, transportni protein koji učestvuje u održavanju niske koncentracije kalcijevih iona u citoplazmi ćelija. Ovaj transportni protein predstavlja antiporterski sistem jer prenosi tri jona natrija preko plazmatske membrane u zamjenu za jedan ion kalcija, koji se transportuje u suprotnom smjeru.[4]
| Vrste posredovanih transportera | |||
|---|---|---|---|
| Uniporter (I) | Simporter (II) | Antiporter (III) | |
| Omogućava transport jedne rastvorene materije istovremeno | Transportuje rastvorenu i kontratransportovanu rastvorenu supstancu u isto vrijeme i u istom smjeru | Transportuje rastvorenu supstancu u jednom smjeru, dok se suprotno transportovana rastvorena supstanca kreće u suprotnom smjeru unutar ili izvan ćelije[5] | |
Mehanizam transporta. Molekula se veže za transportni protein, pri čemu dolazi do promjene njegovog oblika. Ta promjena oblika ili prisustvo drugih dodatnih supstanci, poput ATP-a, uzrokuje da transportni protein promijeni svoj oblik i oslobodi molekulu na drugu stranu ćelijske membrane.[6]
Vrste transporta
[uredi | uredi izvor]Izvor:[7]
| Olakšana difuzija | Aktivni transport |
|---|---|
| Nije potrebna energija | Zahtijeva ATP |
| Premješta supstance s područja visoke na područje niske koncentracije | Može stvarati koncentracijske gradijente i premještati molekule s područja niske na područje visoke koncentracije[8] |
| Potreban transportni protein | Potreban transportni protein |
Mutacije u transportnim proteinima
[uredi | uredi izvor]Važnost posredovanih transportnih proteina najbolje se vidi kroz mutacije koje čine ove proteine nefunkcionalnim. Glavni primjer za to su mutacije u genu Archain 1 (ARCN1), koji kodira transportne proteine COPI i COPII. Osnovna funkcija ovih transportnih proteina jeste omogućavanje prolaza molekula iz endoplazmatskog retikuluma u Golgijev aparat i obrnuto. Mutirani gen ARCN1 dovodi do abnormalnog oblika COPI proteina koji ne uspijeva transportovati kolagen tipa I, što uzrokuje njegovo izlučivanje.[9] Pošto je kolagen tipa I glavni sastojak vezivnog tkiva, takve mutacije uzrokuju brojne teške skeletne poremećaje, poput osteogenesis imperfecta i cranio-lenticulo-suturalne displazije. Različite varijante ovih poremećaja karakterizira vidljiva fizička displazija. Ovaj primjer naglašava važnost transportnih proteina, ne samo kao mehanizma za prijenos specifičnih molekula kroz membranu, već i za pravilni razvoj organizma.
Reference
[uredi | uredi izvor]- ↑ Lodish, H.; Berk, A.; Zipursky, S. L.; Matsudaira, P.; Baltimore, D.; Darnell, J. (2000). Molecular cell biology (4 izd.). New York: Media connected W. H. Freeman and company. ISBN 978-0-7167-3706-3.
- ↑ Peng, Hubert; Chiu, Tzu-Yuan; Liang, Yu-Jen; Lee, Chia-Jen; Liu, Chih-Syuan; Suen, Ching-Shu; Yen, Jeffrey J.-Y.; Chen, Hung-Ta; Hwang, Ming-Jing (2021). "PRAP1 is a novel lipid-binding protein that promotes lipid absorption by facilitating MTTP-mediated lipid transport". Journal of Biological Chemistry (jezik: engleski). 296: 100052. doi:10.1074/jbc.RA120.015002.
- ↑ "SLC5A1 gene: MedlinePlus Genetics". medlineplus.gov (jezik: engleski). Pristupljeno 28. 9. 2025.
- ↑ Reeves, John P.; Condrescu, Madalina; Chernaya, Galina; Gardner, Jeffrey P. (1. 11. 1994). "Na+/Ca2+ Antiport in the Mammalian Heart". Journal of Experimental Biology (jezik: engleski). 196 (1): 375–388. doi:10.1242/jeb.196.1.375. ISSN 0022-0949.
- ↑ Wolfersberger, Michael G. (1. 11. 1994). "Uniporters, Symporters and Antiporters". Journal of Experimental Biology (jezik: engleski). 196 (1): 5–6. doi:10.1242/jeb.196.1.5. ISSN 0022-0949.
- ↑ Sperelakis, Nicholas (2001). Cell physiology sourcebook: a molecular approach (3 izd.). San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-656976-6.
- ↑ Hacker, Miles; Bachmann, Kenneth; Messer, William (2009). Pharmacology: Principles and Practice. London: Academic Press. str. 201-277. ISBN 978-0-12-369521-5.
- ↑ Hille, Bertil (2001). Ion Channels of Excitable Membranes. Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates, Inc. str. 359. ISBN 978-0-87893-321-1.
- ↑ Izumi, Kosuke; Brett, Maggie; Nishi, Eriko; Drunat, Séverine; Tan, Ee-Shien; Fujiki, Katsunori; Lebon, Sophie; Cham, Breana; Masuda, Koji (2016). "ARCN1 Mutations Cause a Recognizable Craniofacial Syndrome Due to COPI-Mediated Transport Defects". The American Journal of Human Genetics (jezik: engleski). 99 (2): 451–459. doi:10.1016/j.ajhg.2016.06.011. PMC 4974084. PMID 27476655.