TRANSPORTE ACTIVO FISIOLOGÍA MOLECULAR UAM CUAJIMALPA

Transcripción

1 TRANSPORTE ACTIVO FISIOLOGÍA MOLECULAR UAM CUAJIMALPA

2 COMO SE MANTIENE ESE GRADIENTE IÓNICO? A > gradiente de mas glucosa ingresa glucosa

3 DEPENDEN EN ÚLTIMA INSTANCIA DEL GRADIENTE ORIGINADO POR UNA BOMBA NO ESTÁN ACOPLADOS DIRECTAMENTE A LA FUENTE DE ENERGÍA METABÓLICA

4 EL BOMBEO DE LAS ATPasas CREA GRADIENTES DE IONES (, H+, etc) Este gradiente los impulsa a regresar, arrastrando a otros solutos en la misma dirección (o en dirección opuesta)

5 glucosa Este gradiente los impulsa a regresar, arrastrando a otros solutos en la misma dirección (o en dirección opuesta)

6 TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO LA ENERGÍA PARA EL TRANSPORTE DERIVA DIRECTAMENTE DEL ATP (u otro fosfato de alta energía) TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO ESTA DIFERENCIA DE CONCENTRACIÓN RESULTA DEL TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO LA ENERGÍA PARA EL TRANSPORTE DERIVA DE LAS DIFERENCIAS DE CONCENTRACIÓN IÓNICA

7 TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO El gradiente iónico arrastra otro soluto hacia la misma dirección glucosa

8 TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO El gradiente iónico arrastra otro soluto en dirección opuesta H+

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10 BOMBAS TIPO P BOMBAS TIPO F BOMBAS TIPO V TRANSPORTADORES ABC

11 BOMBAS TIPO P TRANSPORTAN CATIONES A TRAVÉS DE LA MEMBRANA. SE FOSFORILAN A ELLAS MISMAS DURANTE EL CICLO DE BOMBEO (forman un intermediario fosforilado). MANTIENEN GRADIENTES CATIÓNICOS DE K+,, H+ y Ca++.

12 BOMBAS TIPO P BOMBA / K+ (ATPasa / K+) BOMBA Ca++ del Retículo Sarcoplásmico/ Endoplásmico (SERCA) BOMBA Ca++ de la MEMBRANA PLASMÁTICA (PMCA)

13 BOMBA DE SODIO/POTASIO

14 Bomba de / K+ ATPasa / K+

15 Bomba de / K+ ATPasa / K+ Se encuentra en prácticamente todas las células animales Mantiene el gradiente de / K+ Una célula nerviosa dedica 1/3 parte de su energía en esta bomba

16 Bomba de / K+ ATPasa / K+ LA BOMBA HIDROLIZA UNA MOLECULA DE ATP A ADP + Pi MIENTRAS TRANSPORTA 3 HACIA AFUERA DE LA CÉLULA Y 2 K+ HACIA DENTRO

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18 Cuando los 3 se unen al lado citoplásmico de la unidad b, el ATP se hidroliza El ATP se une como un complejo Mg++/ATP en la subunidad alfa El enlace del Pi se rompe y éste se libera al citoplasma Blaustein M, et al (2004). Cellular Physiology and Neurophysiology. Elsevier, USA

19 MOVIMIENTO DE IONES: 3 al exterior 2 K+ al interior BOMBA ELECTROGÉNICA (1 carga positiva de mas entra) La subunidad alfa es sensible a ESTEROIDES CARDIOTÓNICOS

20 Uso terapéutico en fallas cardíacas Induciendo un efecto cardiotónico (incrementan la fuerza de contracción del corazón) INHIBEN LA BOMBA La subunidad alfa es sensible a ESTEROIDES CARDIOTÓNICOS Blaustein M, et al (2004). Cellular Physiology and Neurophysiology. Elsevier, USA

21 TODAS LAS BOMBAS DE /K+ TIENEN ESTE SITIO DE UNIÓN A ESTEROIDES CARDIOTÓNICOS SE DESCONOCE SU SIGNIFICADO FISIOLÓGICO OUABAINA: Hormona en mamíferos secretada por la Corteza Adrenal y el hipotálamo. 40% de los pacientes con hipertensión esencial (hipertensión de causa desconocida) tienen niveles significativamente mas altos de ouabaina circulante que personas sin problemas de hipertensión. Blaustein M, et al (2004). Cellular Physiology and Neurophysiology. Elsevier, USA

22 1. Qué es el Transporte Activo Secundario? 2. Cuál es la diferencia con el Transporte Activo Primario? 3. Cuáles son las 4 diferentes bombas de ATP? 4. Qué significa la P en las bombas tipo P? 5. Qué es la ATPasa de / K+? 6. Cuál es su estructura? 7. Porqué es una bomba electrogénica? 8. Qué es el sitio de unión a la ouabaina, donde está y para que sirve?

23 Ca++ Mensajero celular en casi todas las células Involucrado en muchos procesos celulares: Fertilización del óvulo División celular Muerte celular Contracción muscular Secreción de hormonas y neurotransmisores Regulación de proteínas cinasas y fosfatasas

24 BOMBAS DE CALCIO

25 Mas del 98 % del Ca++ intracelular está secuestrado en organelos celulares

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27 El Ca++ sale del Retículo Sarcoplásmico a través de RyR El relajamiento muscular requiere que los niveles de Ca++ regresen al estado de reposo Entonces el Ca++ entra al Retículo Sarcoplásmico a través de la bomba de Ca++

28 3 BOMBAS DE CALCIO EN ANIMALES SUPERIORES SERCA: SARCOPLASMIC/ENDOPLASMIC RETICULUM Ca++ En la membrana de los retículos endoplásmico y sarcoplásmico, y nuclear. PMCA: PLASMA MEMBRANE Ca++ En la membrana plasmática. SPCA: SECRETORY PATHWAY Ca++ En las membrana de la red del Ap.de Golgi American Physiological Society Las 3 comparten las propiedades básicas: Topología en la membrana Mecanismos de reacción Probablemente estructura tridimensional

29 SERCA Sarcoplasmic Endoplasmic Reticulum Ca++ ATPasa Dominio Transmembranal (M) con 10 hélices transmembranales Es la proteína mas abundante en la membrana del Retículo sarcoplásmico (70 80 % de las Proteínas del RS) 3 dominios Citosólicos

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31 SERCA 2 conformaciones principales de la bomba: E1 y E2 E1 se une al Ca++ con gran afinidad E2 tiene baja afinidad por el Ca++ y lo libera en el lado opuesto de la membrana American Physiological Society

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33 No se sabe su estructura tridimensional con exactitud. Se cree que tiene la misma organización en membrana y la misma topología que SERCA Bomba de Ca++ de la Membrana Plasmática

34 BOMBA DE Ca++ DE LA VÍA SECRETORA Identificada en el aparato de Golgi en levaduras en Es el miembro mas nuevo de las Bombas de Ca++. 1er reporte de SPCA en humanos en el año También transporta eficientemente Mn++. Junto con SERCA bombea Ca++ al Aparato de Golgi American Physiological Society

35 BOMBA DE Ca++ DE LA VÍA SECRETORA Parece no contra-transportar H+. El aparato de Golgi necesita conservar protones para sus funciones. La afinidad por el Mn++ para transportarlo al lumen del Aparato de Golgi parece explicarse por la presencia de enzimas ahí que requieren Mn++, como las glucosiltransferasas. La acumulación intracelular de Mn++ puede resultar tóxica, por lo que parece jugar un papel importante en la destoxificación. American Physiological Society

36 9. Dónde está la mayor cantidad del Ca++ intracelular? 10. Qué función cumple el Ca++ en la contracción muscular? 11. Cuáles son las bombas de Ca++ que existen? Qué significan sus siglas? 12. Cuál es la bomba mas abundante en la membrana del Retículo Sarcoplásmico? 13. Cuál es su topología? 13. Dónde se localiza la PMCA y cuántos iones mueve? 14. Y donde se localiza la SPCA? 15. Qué otro ión mueve SPCA? Por que se cree que lo hace?