Proteína de transporte de membrana
Una proteína de transporte de membrana (o simplemente transportador ) es una proteína de membrana [1] involucrada en el movimiento de iones , moléculas pequeñas y macromoléculas , como otra proteína , a través de una membrana biológica . Las proteínas de transporte son proteínas transmembrana integrales ; es decir, existen permanentemente dentro y atraviesan la membrana a través de la cual transportan sustancias. Las proteínas pueden ayudar en el movimiento de sustancias por difusión facilitada o transporte activo. Los dos tipos principales de proteínas involucradas en dicho transporte se clasifican ampliamente como canales o transportadores . Los transportadores de solutos y los SLC atípicos [2] son transportadores facilitadores o activos secundarios en humanos. [3] [4] En conjunto, los transportadores de membrana y los canales son transportomas. Los transportomas gobiernan la entrada y salida celular no solo de iones y nutrientes, sino también de fármacos.
Un portador no está abierto simultáneamente a los entornos extracelular e intracelular. O su puerta interior está abierta, o la puerta exterior está abierta. Por el contrario, un canal puede estar abierto a ambos entornos al mismo tiempo, lo que permite que las moléculas se difundan sin interrupción. Los transportadores tienen sitios de unión, pero no los poros ni los canales. [5] [6] [7] Cuando se abre un canal, millones de iones pueden pasar a través de la membrana por segundo, pero normalmente solo entre 100 y 1000 moléculas pasan a través de una molécula transportadora al mismo tiempo. [8] Cada proteína transportadora está diseñada para reconocer solo una sustancia o un grupo de sustancias muy similares. La investigación ha correlacionado defectos en proteínas transportadoras específicas con enfermedades específicas.[9]
El transporte activo es el movimiento de una sustancia a través de una membrana en contra de su gradiente de concentración. Esto suele ser para acumular altas concentraciones de moléculas que necesita una célula, como glucosa o aminoácidos. Si el proceso utiliza energía química, como el trifosfato de adenosina (ATP), se denomina transporte activo primario . El transporte activo secundario implica el uso de un gradiente electroquímico y no utiliza energía producida en la célula. [10] A diferencia de las proteínas de canal que solo transportan sustancias a través de las membranas de forma pasiva, las proteínas transportadoras pueden transportar iones y moléculas de forma pasiva mediante difusión facilitada o mediante transporte activo secundario. [11]Se requiere una proteína transportadora para mover partículas desde áreas de baja concentración a áreas de alta concentración. Estas proteínas transportadoras tienen receptores que se unen a una molécula específica (sustrato) que necesita transporte. La molécula o el ión a transportar (el sustrato) primero debe unirse a un sitio de unión en la molécula transportadora, con cierta afinidad de unión. Después de la unión, y mientras el sitio de unión esté orientado en la misma dirección, el transportador capturará u ocluirá (recogerá y retendrá) el sustrato dentro de su estructura molecular y provocará una translocación interna de modo que la abertura de la proteína ahora mire hacia el otro lado de la membrana plasmática. [12] El sustrato de la proteína transportadora se libera en ese sitio, de acuerdo con su afinidad de unión allí.
Difusión facilitadaes el paso de moléculas o iones a través de una membrana biológica a través de proteínas de transporte específicas y no requiere aporte de energía. La difusión facilitada se usa especialmente en el caso de moléculas polares grandes e iones cargados; una vez que dichos iones se disuelven en agua, no pueden difundirse libremente a través de las membranas celulares debido a la naturaleza hidrófoba de las colas de ácidos grasos de los fosfolípidos que forman las bicapas. El tipo de proteínas transportadoras utilizadas en la difusión facilitada es ligeramente diferente de las utilizadas en el transporte activo. Todavía son proteínas transportadoras transmembrana, pero estos son canales transmembrana cerrados, lo que significa que no se translocan internamente ni requieren ATP para funcionar. El sustrato se toma en un lado del transportador cerrado y, sin usar ATP, el sustrato se libera en la célula. Pueden ser utilizados como biomarcadores potenciales.
