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 se extienden por la membrana a través de la cual transportan sustancias. Las proteínas pueden ayudar en el movimiento de sustancias facilitando la difusión o el transporte activo.. Los dos tipos principales de proteínas implicadas en dicho transporte se clasifican en términos generales como canales o portadores . Los portadores de solutos y los SLC atípicos [2] son transportadores secundarios activos o facilitadores en los seres 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 portadores tienen sitios de unión, pero los poros y los canales no. [5] [6] [7] Cuando se abre un canal, millones de iones pueden pasar a través de la membrana por segundo, pero sólo de 100 a 1000 moléculas normalmente pasan a través de una molécula portadora 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. 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 usa la energía producida en la celda. [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 a través de la difusión facilitada o mediante el transporte activo secundario. [11]Se requiere una proteína portadora para mover partículas de 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 ión que se va a transportar (el sustrato) debe unirse primero a un sitio de unión en la molécula portadora, con una cierta afinidad de unión. Después de la unión, y mientras el sitio de unión mira de la misma manera, el portador capturará u ocluirá (tomará y retendrá) el sustrato dentro de su estructura molecular y causará una translocación interna de modo que la abertura en la proteína ahora se enfrenta al 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 utiliza especialmente en el caso de grandes moléculas polares e iones cargados; una vez que estos 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. Siguen siendo proteínas transportadoras transmembrana, pero son canales transmembrana cerrados, lo que significa que no se traslocan internamente ni requieren ATP para funcionar. El sustrato se toma en un lado del portador con compuerta y, sin usar ATP, el sustrato se libera en la célula. Pueden utilizarse como posibles biomarcadores.
