porine Sunt un tip de proteine membranare integrale care permit difuzarea diferitelor tipuri de molecule de dimensiuni medii. Se găsesc pe membranele exterioare ale bacteriilor gram-negative (ca în E coli) și mitocondriile și cloroplastele. Aceste proteine transmembranare pătrund complet în membrane și structura lor este formată din foi β..
Spre deosebire de proteinele transportoare, porinele sunt proteine canal, adică formează canale deschise sau pori care traversează membrana unde se află, permițând difuzia liberă a moleculelor cu o dimensiune și o sarcină adecvate..
Indice articol
Porinele sunt proteine care creează canale transmembranare și, spre deosebire de majoritatea proteinelor care traversează o membrană, porțiunea care traversează membrana menționată este formată din foi β în loc de helice α..
Aceste proteine integrale de membrană pot să nu aibă selectivitate față de moleculele care vor trece prin ele sau pot prezenta anumite grade de selectivitate pentru dimensiune și încărcare. Ele pot permite, de asemenea, trecerea moleculelor mai mici decât o anumită dimensiune.
Regiunea polară a lanțului porinic se găsește în interior, acoperind canalul apos, în timp ce porțiunea apolară se proiectează spre exteriorul butoiului, interacționând cu regiunea hidrofobă a stratului stratificat lipidic al membranei..
Difuzarea prin canalele formate de aceste proteine se datorează unui gradient de concentrație al moleculei sau substanței care traversează membrana și este o difuzie pasivă, adică nu necesită energie metabolică pentru mișcarea substanței..
Această difuzie este controlată de mecanisme specifice care pot deschide sau închide canalul și pot fi inhibate de diverși compuși..
La sfârșitul anilor 1980, prin intermediul cristalografiei cu raze X, structura atomică a unei porine a fost determinată pentru prima dată, corespunzătoare membranei celulare a Rhodobacter capsulatus ce este o bacterie fotosintetică.
Respectiva porină constă dintr-un trimer, în care fiecare monomer formează un butoi β cu 16 foi β care se rostogolesc împreună, formând o structură cilindrică capabilă să treacă prin membrană și conținând un por umplut cu apă în interior..
De atunci au fost descrise diferite tipuri de porine, atât din celule procariote, cât și din celule eucariote. Toate constau din foi β îmbinate care formează o structură asemănătoare cu butoiul β și un canal umplut cu apă care poate măsura între 0,6 și 3 nm în diametru..
În mitocondrii, porinele constau din 19 foi β care atunci când sunt pliate formează butoiul β..
În multe bacterii, porinele sunt compuse din 16 până la 18 foi β anti-paralele care formează un butoi β, care prezintă legături de hidrogen între moleculele din apropiere de-a lungul lanțului..
Porinele bacteriilor și membranele mitocondriilor și ale cloroplastelor sunt funcțional similare, funcționând într-un mod similar, datorită similitudinii lor în ceea ce privește dimensiunile porilor, structura atomică și proprietățile de difuzie pasivă..
Lățimea canalului de porină este definită de alinierea polipeptidelor pe peretele intern al structurii, permițând restricționarea dimensiunii moleculelor care trec prin ele..
Similitudinea acestor structuri întărește teoria endosimbiotică, conform căreia mitocondriile celulelor eucariote provin dintr-un organism procariot care a fost fagocitat de un precursor al celulelor eucariote..
În celulele eucariote, porinele se găsesc în membranele exterioare ale mitocondriilor și plastidelor. Porinele găsite în plastide au fost slab studiate.
În cazul mitocondriilor, acestea sunt cunoscute sub numele de porine mitocondriale sau canale de anioni cu tensiune (VDAC). Sunt canale largi cu un diametru aproximativ de 3nm care alcătuiesc cel mai mare constituent proteic din membranele exterioare. Ele reprezintă aproximativ 30% din totalul proteinelor din această membrană.
Acestea generează permeabilitate la molecule neîncărcate de până la 5000 Da. Porinele mitocondriale permit trecerea în spațiul intermembranar a moleculelor mici, a ionilor și a metaboliților.
Moleculele și ionii care traversează spațiul intermembranar nu trec prin membrana mitocondrială internă, deoarece are o impermeabilitate mai mare. Prin urmare, spațiul dintre cele două membrane este încărcat cu molecule mici și ioni, fiind similar cu citoplasma.
La bacteriile gram-negative, o membrană exterioară le permite să se izoleze de mediu ca măsură de protecție. Această membrană conține porine permeabile la nutrienții necesari de bacterii..
Aproximativ 100.000 de porine pot fi găsite în membrana unei celule procariote, reprezentând aproximativ 70% din totalul proteinelor din structura respectivă..
La bacteriile intestinale, membrana exterioară reprezintă protecție împotriva agenților nocivi externi, cum ar fi antibiotice, săruri biliare și proteaze..
Porinele asigură absorbția și eliminarea micilor molecule hidrofile, permițând astfel celulei să obțină substanțele nutritive necesare pentru buna funcționare și să se poată elibera de deșeuri. Pe E coli, porinele permit trecerea dizaharidelor, fosfaților și a altor molecule mici.
Porinele mitocondriale sunt importate în mitocondrii de un complex proteic numit TOM (translocază a membranei mitocondriale exterioare) și sunt inserate de complexul SAM (mașini de clasificare și asamblare a proteinelor)..
Multe studii au descris modul în care unele proteine bacteriene din membrana exterioară sunt importate în mitocondriile celulelor eucariote printr-un mecanism gestionat de complexele TOM și SAM, indicând faptul că acest proces de inserție a fost conservat între cele două sisteme..
În bacterii, porinele sunt inserate de un complex posedat de mașinile de asamblare a țevii β numite BAM. Acest complex este format din cinci proteine, dintre care patru sunt lipoproteine..
Deși procesul de inserție a porinelor și structurilor lor sunt similare între celulele eucariote și procariote, o diferență notabilă este că, în procariote, prezența lipoproteinelor este necesară pentru inserarea acestor structuri..
Pe de altă parte, asamblarea sa în membranele mitocondriale externe depinde de prezența a două proteine accesorii ale complexului SAM: proteinele Sam35 și Sam36..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.