Transcript 3. Membrane Transporter

3. MEMBRANE TRANSPORTER
 Klasifikasi protein transporter (disebut juga carrier):
 ATP-powered ion pumps: Kanal ion yang
tergantung ATP
 membrane transporter: Protein yg melintasi
membran bilayer, merupakan kanal transmembran
dgn rantai asam amino hidrofilik, berfungsi untuk
uptake nutrient dan membuang zat tak berguna
keluar sel.
ATP-powered ion pumps
 Bekerja menggunakan secara langsung energi
(ATP) untuk mentransport molekul melintasi membran
melawan gradien konsentrasi  mengandung satu
atau lebih binding site utk ATP, yg ada di bagian
sitosolik dari membran.
 Jenis yg penting :
 Pompa Na (Na+/K+ ATPase),
 Pompa Ca
 Pompa Na+/H+ (di sel gastrik)
Kerja Pompa Na
1
3
2
11
10
9
4
8
5
7
6
1. Pompa Na dgn binding site (3 utk Na+, 2 utk K+) dgn posisi terbuka pada
sisi sitoplasma
2. Konformasi menunjukkan afinitas yg lebih tinggi thd Na+ dibanding K+
3. Ion Na terikat
4. ATP terikat dan memfosforilasi permukaan sitoplasma dari pompa, yang
menyebabkan perubahan konformasi ATPase shg binding site terbuka ke
arah luar.
1
3
2
11
10
9
4
8
5
7
6
5. Konformasi ini menunjukkan afinitas yg lebih rendah thd Na+ dibanding
K+
6. Ion Na dilepaskan, dan...
7. Ion K terikat
8. Glikosida digitalis menghambat pompa dgn berikatan pada 1 tempat K+
9. Defosforilasi terjasi, mengubah konformasi ATPase
10. Binding site sekarang terbuka ke dalam, dgn afinitas lebih rendah
terhadap K+ dibanding Na+
11. Ion K dilepaskan  kembali ke konformasi awal
Peran Pompa Na:
• menjaga potensial
membran sel
• berperan dalam regulasi
osmotik sel
Contoh obat:
• Glikosida jantung: digoxin,
ouabain  menghambat
pompa Na  Na intrasel
tinggi  Na/Ca exchanger
kurang berfungsi  Ca
intrasel tinggi 
peningkatan kontraksi otot
jantung.
Pompa H+/ K+ lambung (pompa proton)
• Pompa proton lambung merupakan enzim yg
bertanggung jawab mengasamkan lambung.
• H+/K+ ATPase mentransport satu H+ dari sitoplasma sel
parietal & memasukkan 1 K+ dari lumen lambung.
• Pompa ini mampu melawan gradien konsentrasi karena
menggunakan energi dari hidrolisis ATP.
• Sebuah gugus fosfat ditransfer dari adenosine
triphosphate (ATP) kepada enzim H+/K+ ATPase selama
siklus transport, menghasilkan perubahan konformasi yg
memfasilitasi transport ion.
Pompa H+/ K+ lambung (pompa proton)
Contoh inhibitor :
Omeprazol
TRANSPORTER. Jenis:
● uniporter : Transporter yg memfasilitasi perpindahan
searah sebuah substrat melintasi membran.
● symporter : Transporter yg mengko-transport 2
substrat terpisah dgn arah yg sama
● antiporter : Transporter yg memindahkan 2 substrat
melintasi membran dgn arah yg berlawanan.
NaCl dan NaKCl Cotransporter

Thiazide sensitive NaCl cotransporter (NCC)
merupakan jalur utama untuk masuknya NaCl
ke tubulus distal.

NCC mengandung 12 domain transmembran
dan amino intraselular dan ekor-karboksil yang
panjang.

Contoh inhibitor NCC adalah thiazida (diuretik)
MDR(multidrug resistance)-ABC Transporters
• ABC (ATP-binding cassette) transporter merupakan
protein membran integral yang menyebabkan resistensisilang terhadap banyak senyawa sitotoksik dalam tumor
manusia dan sistem model sel.
• Transporter ini termasuk famili protein ATP-Binding
Cassette (ABC)
• ABC transporter merupakan pompa membran plasma,
yg mengeluarkan senyawa dari sitosol ke ekstraseluler.
• Substratnya meliputi : obat sitotoksik, metabolit
terdetoksifikasi, toksin dan senyawa karsinogen yang
terdapat dalam makanan dan senyawa endogen.
MDR-ABC Transporters
• MDR merupakan hambatan penting dalam dunia
kesehatan, karena transport aktif oleh protein ABC, yg
memompa molekul kimia asing keluar dari sel, termasuk
antibiotik, antimalaria dan kemoterapi.
• Sekitar 40% tumor manusia berkembang menjadi
resisten terhadap kemoterapi disebabkan overekspresi
protein ABC.
• Perlu dilakukan modifikasi struktur obat agar tidak lagi
menjadi substrat ABC transporter, tanpa mengurangi
kemampuan obat menembus membran dan mencapai
targetnya.
MDR-ABC
Transporters
ABC transporters are
large integral
membrane proteins
consisting of
transmembrane
domains (TMDs) and
nucleotide
binding domains
(NBDs)
Membrane topology models of the ABCB1 (MDR1/Pgp), the ABCC1 (MRP1),
and the ABCG2 (MXR/BCRP) proteins. L0 (linker region between TMD)
Na+/H+ Exchangers (Antiporter)
• NHE memediasi pertukaran proton (H+) dan ion
Na+ melintasi membran, sehingga berperan
dalam regulasi homeostatis pH, volume sel dan
transport Na transepitelial.
• Terlibat dalam berbagai proses patologis seperti
hipertensi, congenital secretory diarrhoea dan
ischemia-reperfusion injury.
• Contoh inhibitor NHE : amiloride (diuretik Ksparing, klonidin, simetidin)
Na+/H+ Exchangers (Antiporter)
• Pertukaran Na-H terjadi melalui domain transmembran,
dimana regulasinya sangat ditentukan oleh domain Cterminal
• Pertukaran ion terjadi dalam stokhiometri 1:1 sehingga
bersifat elektronetral
• Merupakan transport pasif, tidak membutuhkan energi,
tapi diperlukan kadar ATP fisiologis untuk pertukaran
optimal.
• Normalnya proses ini dikendalikan oleh gradien Na
inward (masuk), yg diatur oleh Na+-K+-ATPase (pompa
Na+-K+), suatu enzim yg tergantung ATP.
Na+/H+ Exchangers
Prototypical structure and transmembrane disposition of NHE. The amino
(N) and carboxy termini of the molecule are indicated