Celbiologie 30/09 – membranen: permeabiliteit en
gradiënten
Het membraan staat apart vd cel – zorgt voor isolatie
Membranen – afscheiding organellen en cel-omgeving; genereren van gradiënten en
potentialen; matrix voor eiwitten; selectief permeabel; zelfhelend (hydrofoob)
gevormd uit fosfolipide dubbellaag (energetisch voordelig, bepaald structuur)
kortere onverzadigde (meer diffusie mogelijk) vetzuren zorgen voor ‘vloeibaarder’
membraan
E. coli verandert zijn membranen om beter te overleven bij verschillende temp
Integrale membraan eiwitten zijn niet los te maken zonder de dubbellaag vd
membraan aan te tasten
Transmembraan – α-helices (eiwitten) die rijk zijn aan apolaire AA – hebben
interactie met de membraan en elkaar
kan dmv een β-barrel het membraan passeren (soort porie waar water
+ opgeloste stoffen doorheen kunnen, hydrofiel van binnen)
selectiviteit door polypeptide lussen die ingang afsluiten
Ankers – worden vaak post translationeel aan eiwit gekoppeld om vast te zetten in
membraan – hydrofoob (maken interactie mogelijk), lipide
extracellulair anker = GPI; in cytosol: fatty acid chain, prenyl group
Membraan is aymm, eiwitten in de membraan ook → invloed op
processen en gradiënten oriëntatie
De laterale mobiliteit van eiwitten worden beperkt door bv self-assembly,
tethering aan macromoleculen en cel-cel adhesie
Het cytoskelet beperkt diffusie van eiwitten door domeinen te maken – een eiwit
gebonden aan zo’n domein kan alleen hierbinnen bewegen
1
,Subcompartimentering vd membraan
➢ Eiwitdiffusie in de membraan wordt beperkt door cytoskelet
➢ Eiwit-eiwit interacties beperken extra
De meeste ionen zijn verdeeld in bepaalde concentraties intra- en extracellulair
(gradiënt!) – deze concentraties worden bijgehouden door transporters – heel
belangrijk!!
Gradiënten – potentiële E
➢ Werkt als drijvende kracht
➢ Chemisch (bv [glucose])
➢ Elektrisch (membraanpotentiaal, + vs - )
➢ Elektro-chemisch (samen of tegen elkaar)
Ionofoor (=ionendrager) verhogen permeabiliteit van membraan
voor ionen (bv antibiotica, geproduceerd door micro-organismen)
Valinomycin (antibioticum) vormt kanaal in PM – zeer specifiek voor K (cel uit)
Gramicidine twee peptiden vormen porie-helix – ionkanaal voor K en Na
Carrier protein maakt passief transport voor onoplosbare moleculen mogelijk –
diffusie volgens gradiënt
twee confirmaties (buiten/binnenkant open/dicht)
Actief transport (pomp) kan door koppeling met energie-leverend proces
Symport via permease (lacY)
pH homeostase is direct gekoppeld aan energie huishouding
Pompen voor proton transport
➢ In mitochondria
- H+ cel uit met pomp via E van elektronen
- H+ cel in (backfloww) zorgt voor ATP synthase
➢ In lysosoom/vacuole – V-ATPase protonenpomp (lijkt op ATPsynthase)
- Verbrand ATP om H+ te pompen
- Creëert een elektrochemische H+ gradiënt → drijft symporters en
antiporters aan
- V-ATPase pomp maakt omgeving cel zuurder (zuurder dan cytoplasma)
2
, Aan verschillende kanten vd cel zijn er verschillende gradiënten
Na kan naar buiten worden gepompt door ATP verbruik –
daarom secondary active transport
ouabain is een remmer vd pomp
Aandrijving Na/K pomp door ATP
➢ Autofosforylering: door binding Na gaat P van ATP naar pomp
(katalyse door pomp zelf) → zorgt voor conformatie verandering
➢ Dit laat Na los buiten cel, nu kan K binden
➢ Defosforylering → K los laten binnen cel
➢ Netto: 3 Na cel uit, 2 K naar binnen
3 klassen ATP pompen
➢ P-pomp – Na/K
➢ F- en V-pomp
➢ ABC transporter – betrokken bij ‘multidrug resistance’
F-ATPase maakt meestal ATP, maar wordt eigenlijk wordt richting bepaald door [ion]
Bacteriën dubbelmembraan
➢ Porins – eiwitten die kanalen voor stoffen vormen
➢ Periplasmatische bindingseiwitten – veranderen
conformatie om ABC-transporters te binden
➢ ABC-transporters binden de stof en gebruiken ATP
om deze naar t andere kant vh membraan te krijgen
grootste familie van membraan transport eiwitten
Osmose regulatie is erg belangrijk omdat anders cellen knappen: H2O, osmolieten
Kanalen – voor een snelle respons en grote capaciteit
Membraan potentiaal
➢ -70mV rustpotentiaal (binnenkant is -)
➢ Gaat om lokale concentraties, weinig moleculen
➢ Snel dankzij positieve feedbackloop
➢ Opbouw van een nieuw rustpotentiaal kost ATP
Het is stand houden van een gradiënt kost geen E, genereren wel
Celbiologie 17/10 – cytoskelet
Bij deling van de cel verandert de organisatie vh cytoskelet
3
gradiënten
Het membraan staat apart vd cel – zorgt voor isolatie
Membranen – afscheiding organellen en cel-omgeving; genereren van gradiënten en
potentialen; matrix voor eiwitten; selectief permeabel; zelfhelend (hydrofoob)
gevormd uit fosfolipide dubbellaag (energetisch voordelig, bepaald structuur)
kortere onverzadigde (meer diffusie mogelijk) vetzuren zorgen voor ‘vloeibaarder’
membraan
E. coli verandert zijn membranen om beter te overleven bij verschillende temp
Integrale membraan eiwitten zijn niet los te maken zonder de dubbellaag vd
membraan aan te tasten
Transmembraan – α-helices (eiwitten) die rijk zijn aan apolaire AA – hebben
interactie met de membraan en elkaar
kan dmv een β-barrel het membraan passeren (soort porie waar water
+ opgeloste stoffen doorheen kunnen, hydrofiel van binnen)
selectiviteit door polypeptide lussen die ingang afsluiten
Ankers – worden vaak post translationeel aan eiwit gekoppeld om vast te zetten in
membraan – hydrofoob (maken interactie mogelijk), lipide
extracellulair anker = GPI; in cytosol: fatty acid chain, prenyl group
Membraan is aymm, eiwitten in de membraan ook → invloed op
processen en gradiënten oriëntatie
De laterale mobiliteit van eiwitten worden beperkt door bv self-assembly,
tethering aan macromoleculen en cel-cel adhesie
Het cytoskelet beperkt diffusie van eiwitten door domeinen te maken – een eiwit
gebonden aan zo’n domein kan alleen hierbinnen bewegen
1
,Subcompartimentering vd membraan
➢ Eiwitdiffusie in de membraan wordt beperkt door cytoskelet
➢ Eiwit-eiwit interacties beperken extra
De meeste ionen zijn verdeeld in bepaalde concentraties intra- en extracellulair
(gradiënt!) – deze concentraties worden bijgehouden door transporters – heel
belangrijk!!
Gradiënten – potentiële E
➢ Werkt als drijvende kracht
➢ Chemisch (bv [glucose])
➢ Elektrisch (membraanpotentiaal, + vs - )
➢ Elektro-chemisch (samen of tegen elkaar)
Ionofoor (=ionendrager) verhogen permeabiliteit van membraan
voor ionen (bv antibiotica, geproduceerd door micro-organismen)
Valinomycin (antibioticum) vormt kanaal in PM – zeer specifiek voor K (cel uit)
Gramicidine twee peptiden vormen porie-helix – ionkanaal voor K en Na
Carrier protein maakt passief transport voor onoplosbare moleculen mogelijk –
diffusie volgens gradiënt
twee confirmaties (buiten/binnenkant open/dicht)
Actief transport (pomp) kan door koppeling met energie-leverend proces
Symport via permease (lacY)
pH homeostase is direct gekoppeld aan energie huishouding
Pompen voor proton transport
➢ In mitochondria
- H+ cel uit met pomp via E van elektronen
- H+ cel in (backfloww) zorgt voor ATP synthase
➢ In lysosoom/vacuole – V-ATPase protonenpomp (lijkt op ATPsynthase)
- Verbrand ATP om H+ te pompen
- Creëert een elektrochemische H+ gradiënt → drijft symporters en
antiporters aan
- V-ATPase pomp maakt omgeving cel zuurder (zuurder dan cytoplasma)
2
, Aan verschillende kanten vd cel zijn er verschillende gradiënten
Na kan naar buiten worden gepompt door ATP verbruik –
daarom secondary active transport
ouabain is een remmer vd pomp
Aandrijving Na/K pomp door ATP
➢ Autofosforylering: door binding Na gaat P van ATP naar pomp
(katalyse door pomp zelf) → zorgt voor conformatie verandering
➢ Dit laat Na los buiten cel, nu kan K binden
➢ Defosforylering → K los laten binnen cel
➢ Netto: 3 Na cel uit, 2 K naar binnen
3 klassen ATP pompen
➢ P-pomp – Na/K
➢ F- en V-pomp
➢ ABC transporter – betrokken bij ‘multidrug resistance’
F-ATPase maakt meestal ATP, maar wordt eigenlijk wordt richting bepaald door [ion]
Bacteriën dubbelmembraan
➢ Porins – eiwitten die kanalen voor stoffen vormen
➢ Periplasmatische bindingseiwitten – veranderen
conformatie om ABC-transporters te binden
➢ ABC-transporters binden de stof en gebruiken ATP
om deze naar t andere kant vh membraan te krijgen
grootste familie van membraan transport eiwitten
Osmose regulatie is erg belangrijk omdat anders cellen knappen: H2O, osmolieten
Kanalen – voor een snelle respons en grote capaciteit
Membraan potentiaal
➢ -70mV rustpotentiaal (binnenkant is -)
➢ Gaat om lokale concentraties, weinig moleculen
➢ Snel dankzij positieve feedbackloop
➢ Opbouw van een nieuw rustpotentiaal kost ATP
Het is stand houden van een gradiënt kost geen E, genereren wel
Celbiologie 17/10 – cytoskelet
Bij deling van de cel verandert de organisatie vh cytoskelet
3
