MEMBRANAS 2. BALSAS Y TRANSPORTE

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Rubén Blázquez Juárez
hace 8 años
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1 MEMBRANAS 2 BALSAS Y TRANSPORTE

2 MICRODOMINIOS DE ESFINGOLÍPIDOS Y COLESTEROL MAS GRUESO Y MAS ORDENADO (MENOS FLUIDEZ) BALSA DE ESFINGOLÍPIDOS ORDENADOS EN UN MAR DE FOSFOLÍPIDOS DESORDENADOS

3 MICRODOMINIOS DE ESFINGOLÍPIDOS Y COLESTEROL ENRIQUECIMIENTO DE PROTEINAS INTEGRALES

4 MICRODOMINIOS DE ESFINGOLÍPIDOS Y COLESTEROL Hasta 50% de membranas no son solubles a detergentes = Mitad del Mar son Balsas Se sugiere que son regiones que agrupan proteínas y receptores funcionalmente relacionados THE INNER LIFE OF THE CELL

proteínas y receptores funcionalmente relacionados THE INNER LIFE OF THE CELL

5 CAVEOLAS: PROTEÍNA INTEGRAL DE DOS DOMINIOS GLOBULARES CONECTADOS POR UN DOMINIO HIDRÓFOBO FORMA DÍMEROS QUE SE ASOCIAN A REGIONES RICAS EN COLESTEROL Parton R G et al. J Cell Sci 2006;119: by The Company of Biologists Ltd prodvalimagenew/ma3-600_if_h-4-ii-e.jpg

6 CAVEOLINA: PROTEÍNA INTEGRAL DE DOS DOMINIOS GLOBULARES CONECTADOS POR UN DOMINIO HIDRÓFOBO FORMA DÍMEROS QUE SE ASOCIAN A REGIONES RICAS EN COLESTEROL Parton R G et al. J Cell Sci 2006;119: by The Company of Biologists Ltd

ASOCIAN A REGIONES RICAS EN COLESTEROL Parton R G et al.

7 LAS MEMBRANAS SON ESTABLES PERO NO ESTÁTICAS FUSIÓN/FISIÓN DE MEMBRANAS : REORGANIZACIÓN FUNCIONAL SIN PERDIDA DE CONTINUIDAD

8 ENERGÍA DE ENLACE DE PROTEÍNAS CURVAS A MEMBRANAS GUÍA CAMBIOS EN CURVATURA DE LA BICAPA HÉLICES ENROLLADAS DE DOMINIOS BAR CON CARGA POSITIVA ESTABLECEN INTERACCIONES IÓNICAS CON LAS CABEZAS NEGATIVAS DE LOS FOSFOLÍPIDOS DE LA MEMBRANAS

DOMINIOS BAR CON CARGA POSITIVA ESTABLECEN INTERACCIONES

9 FUSIÓN DE MEMBRANAS FUSIÓN DE VESÍCULAS DE NEUROTRANSMISORES EN LA SINAPSIS 1. RECONOCIMIENTO Toxina de Clostridium botulinum 2. ACERCAMIENTO DE SUPERFICIES REMOVER AGUA ASOCIADA CON CABEZAS POLARES 3. PERTURBACIÓN LOCAL DE ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA HEMIFUSIÓN

ACERCAMIENTO DE SUPERFICIES REMOVER AGUA ASOCIADA CON CABEZAS

10 FUSIÓN DE MEMBRANAS FUSIÓN DE VESÍCULAS DE NEUROTRANSMISORES EN LA SINAPSIS 3. PERTURBACIÓN LOCAL DE ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA HEMIFUSIÓN 4. FORMACIÓN DE UNA BICAPA CONTÍNUA 5. PROCESO REGULADO POR LA PRESENCIA DE UNA SEÑAL APROPIADA

11 PROTEÍNAS INTEGRALES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA PARTICIPAN EN ADHESIÓN DE SUPERFICIES, SEÑALIZACIÓN Y OTROS PROCESOS CELULARES INTEGRINAS ADHESIÓN A MATRIZ EXTRACELULAR SELECTINAS ADHESIÓN INTRACELULAR A TRAVÉS DE POLISACÁRIDOS EN PRESNCIA DE Ca 2+ Adherens_Junctions_structural_proteins.svg/504px- Adherens_Junctions_structural_proteins.svg.png CADHERINAS INTERACCIONES HOMOFÍLICAS CON CADHERINAS DE OTRAS CÉLULAS

PRESNCIA DE Ca 2+ http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/27/ Adherens_Junctions_structural_proteins.

12 MECANISMOS PASIVOS Y ACTIVOS DE TRANSPORTE DE SOLUTOS A TRAVÉS DE MEMBRANAS

13 DIFUSIÓN SIMPLE [S] [S]

14 DIFUSIÓN FACILITADA POTENCIAL DE MEMBRANA V m Gradiente o Potencial Electroquímico: Direccionalidad de movimiento depende de (1) el gradiente químico (diferencia en [S]) (2) gradiente eléctrico de la membrana V m. EN ACUERDO CON LA SEGUNDA LEY DE TERMODINÁMICA: LAS MOLÉCULAS ESPONTÁNEAMENTE ASUMEN LA DISTRIBUCIÓN MAS AL AZAR Y DE MENOR ENERGÍA.

(2) gradiente eléctrico de la membrana V m.

15 DIFUSIÓN FACILITADA O TRANSPORTE PASÍVO Cambio negativo de energía asociado al enlace entre soluto y proteína de transporte, ΔG binding, contrarresta el cambio positivo de energía libre asociado a la deshidratación del soluto ΔG dehydration

transporte, ΔG binding, contrarresta el cambio positivo de

16 CANALES FACILITAN EL MOVIMIENTO TRANSMEMBRANAL DE IONES A TASAS QUE SE ACERCAN A LOS LIMITES DE LA DIFUSIÓN LIBRE (1 X 10 6 IONES/SEGUNDO) DEMUESTRAN ALGUNA ESPECIFICIDAD PERO NO SON SATURABLES MUEVEN SOLUTOS A FAVOR DEL GRADIENTE

(1 X 10 6 IONES/SEGUNDO) DEMUESTRAN ALGUNA ESPECIFICIDAD

17 TRANSPORTADORES O BOMBAS SE ENLAZAN A SU SUSTRATO CON ALTA ESPECIFICIDAD, CATALIZAN A TASAS POR DEBAJO DE LOS LIMITES DE DIFUSIÓN LIBRE Y COMO LAS ENZIMAS, SE SATURAN (MOVIMIENTO LIMITADO POR EL TIEMPO QUE SE TARDA EN ABRIR Y CERRAR LA BOMBA) PUEDEN SER ACTIVOS Y PASIVOS

DIFUSIÓN LIBRE Y COMO LAS ENZIMAS, SE SATURAN (MOVIMIENTO LIMITADO

18 TRANSPORTE PASIVO DE GLUCOSA EN ERITROCITOS GLUT1 TRANSPORTADOR DE GLUCOSA PROTEÍNA INTEGRAL TIPO III (45 Kda) CON 12 SEGMENTOS HIDRÓFOBOS

19 MODELO DE TRANSPORTE PASIVO DE GLUCOSA POR GLUT1 ENSAMBLAJE DE VARIAS HÉLICES FORMAN CANAL FORRADO DE RESIDUOS HIDRÓFILOS

20 CINÉTICA DEL TRANSPORTE DE GLUCOSA EN ERITROCITOS VELOCIDAD INICIAL, V 0, DETERMINADA POR [GLUCOSA] ( [S] ) FUERA DE LA CÉLULA COMPORTAMIENTO HIPERBÓLICO DE SATURACIÓN ANÁLOGO A REACCIONES ENZIMÁTICAS

21 MODELO DE TRANSPORTE PASIVO DE GLUCOSA POR GLUT1 [GLUCOSA INTRACELULAR] ES MENOR RELATIVO [GLUCOSA EN LA SANGRE] K transport : Análogo a K m, combinación de tasas de constante características de cada sistema de transporte Cuando [S] out = K t, V 0 =1/2 V max Como no hay catálisis (conversión de sustrato a producto) el proceso es completamente reversible y tiende al equilibrio

22 TRANSPORTADORES DE GLUCOSA EN HUMANOS CON DIFERENTES AFINIDADES POR GLUCOSA

23 REGULACIÓN DEL TRANSPORTE DE GLUCOSA POR INSULINA

24 INTERCAMBIADOR CLORURO-BICARBONATO CATALIZA EL CO-TRANSPORTE DE HCO 3 Y CO 2 EN LA MEMBRANA DE LOS ERITROCITOS AUMENTO DE 10 6 EN EL TRANSPORTE DE HCO 3 ELECTRONEUTRAL: NO HAY CAMBIO DE CARGA, POR CADA HCO 3 - QUE ENTRA SALE UN Cl -

25 TRES CLASES GENERALES DE SISTEMAS DE TRANSPORTE

26 TRANSPORTE ACTIVO: MOVIMIENTO DE SOLUTOS EN CONTRA DEL GRADIENTE ELECTROQUÍMICO PROCESO ENDERGÓNICO QUE SE COMBINA CON PROCESO EXERGÓNICO

27 TRANSPORTE ACTIVO: MOVIMIENTO DE SOLUTOS EN CONTRA DEL GRADIENTE ELECTROQUÍMICO PROCESO ENDERGÓNICO QUE SE COMBINA CON PROCESO EXERGÓNICO CONSTANTE DE GASES IDEALES TEMPERATURA ABSOLUTA CONSTANTE DE FARADAY POTENCIAL TRANSMEMBRANAL CARGA DEL ION Cambio de energía para transporte de solutos sin carga Cambio de energía para transporte electrogénico (iones con carga)

28 ATPASAS TIPO-P: TRANSPORTADORAS DE IONES QUE SON FOSFORILADAS REVERSIBLEMENTE FOSFORILACIÓN PROVOCA CAMBIO EN CONFORMACIÓN QUE FACILITA EL TRANSPORTE EN HUMANOS: 70 ATPASAS TIPO-P QUE COMPARTEN SIMILITUDES EN SECUENCIA Y TOPOLOGÍA ALTA CONSERVACIÓN DE ASP COMO SITIO DE FOSFORILACIÓN UNIPORT DE IONES DE Ca 2+ Mantienen [Ca 2+ ] cytosol = 1µM CÉLULAS ANIMALES ANTIPORT PLANTAS Y HONGOS ESTABLECE GRADIENTE DE ACIDIFICACIÓN DEL ESTOMAGO IONES ACTIVADOR INHIBIDOR

29 SIMILITUD ESTRUCTURAL DE ATPASA TIPO-P EN HUMANOS: 70 ATPASAS TIPO-P QUE COMPARTEN SIMILITUDES EN SECUENCIA Y TOPOLOGÍA ALTA CONSERVACIÓN DE ASP COMO SITIO DE FOSFORILACIÓN

30 CICLO DE ACTIVACIÓN POR FOSFORILACIÓN DE BOMBAS CERCA PARA EL TRANSPORTE DE Ca 2+ FOSFORILACIÓN PROVOCA CAMBIO EN CONFORMACIÓN QUE FACILITA EL TRANSPORTE

31 CO-TRANSPORTADOR DE Na + Y K + CICLOS DE FOSFORILACIÓN DE-FOSFORILACIÓN EN UN ASP CRÍTICO PARA EL MOVIMIENTO DE Na + Y K + EN CONTRA DE GRADIENTES ELECTROQUÍMICOS PRODUCE EL POTENCIAL DE LA MEMBRANA (-50 A -70 mv) ESENCIAL PARA TRADUCCIÓN DE SEÑALES EN NEURONAS 25% DEL CONSUMO ENERGÉTICO TOTAL DE UN HUMANO EN DESCANSO!!!

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