Transcript Inledande Bioteknologi- Membran, membranproteiner, membrantransport, cellvägg Jacob Odeberg

Inledande BioteknologiMembran, membranproteiner,
membrantransport, cellvägg
Jacob Odeberg
November 2008
Sid 46-49, 58-65, 335-339, kap 13, kap 14 (569-574)
Membran i en eukaryot cell
Bilayer structure of the plasma
membrane
Fosfolipid ”bilayer” (dubbelskikt)
Membran är ”fluida”
Kolesterol i cellmembranet
Fosfolipider
Membransyntes
sker i “smooth” Endoplasmatiskt Retikulum
-Lipider syntetiseras i cytosolen
Membranproteiner
Ex!
Transmembranprotein struktur
Beta barrel och alfa helix
Transmembranprotein:
transportprotein/kanaler
Transmembran protein:
Gap junctions
Transmembran protein: G-protein kopplad receptor
Transmembran protein: Tyrosinkinase receptor protein
Transmembranprotein:
Cell-cell interaktion
Transmembranprotein:
cell-matrix förankring
Glykolipider och glykoproteiner
Glykocalyx!
Förankring av icke transmembranproteiner
Lipid rafts
(Raft = ”flotte”)
Halvfasta (semisolida) lipid-flak flyter omkring i cellmembranet (som ”isflak”)
Ex. - Clustring av membranprotein som ska interagera
Membranproteiner diffunderar lateralt i
membranet
- om inga fysiska hinder finns
Tight Junctions
- begränsar lateral diffusion
-skapar polaritet
Polaritet – olika membranproteiner
på olika sidor av en cell
Membranproteiner kopplade till cytoskelettet
Membranösa cellstrukturer
Membrantransport
E coli – yttre permeabelt membran
Passiv transport – faciliterad diffusion
Carrier (bärar) protein
http://www.sinauer.com/cooper/4e/animations0202.html
kanalprotein
Selektivitet hos jonkanaler
Selektivitet hos jonkanaler
Aktiv transport – mot en
koncentrationsgradient
Måste drivas av något - energi
ATP – cellens energibärare
Na-K pumpen (aktiv transport)
http://www.sinauer.com/cooper/4e/animations1302.html
Koncentrationsskillnad utsida<> insida
Aktiv transport via jon-gradienter
(co-transport)
Symport
Antiport
Indirekt ATP-driven (via Na/K-pumpen)
Membrantransport - sammanfattning
?
På vilka sätt kan transport
uppför en koncentrationsgradient ske i en cell
Kombinerad aktiv och faciliterad
transport i ”tarmluddet”
Förutsätter sidoskillnad avs.
transportprotein (Tight junctions)
(1) Na/K pumpen: ATP driven
utpumpning av Na+
(2) Aktiv co-transport in med Na+
(3) Passiv transport av glukos ut ur
epitelcellen
Na/K pumpen och K+ kanaler
=>spänningsskillnad
(membranpotential)
Jonkanaler är ofta gatade (”vaktade”)
Ligand-reglerade
jonkanaler i nervsynapser
Jonkanal-länkade receptorer
• neurotransmittor binder till receptorn –
som är en jonkanal
• jonkanalen öppnas
• joner strömmar in i/ut ur cellen
• spänningen över cellmembranet ändras
Depolarisering i en nerv
Cellvägg
• Bakterier, alger, svampar och växter
• Cellväggen en del av cellerna
• Mekaniskt stöd och viktig för cellernas
egenskaper och funktion
Bakterie-cellvägg
Peptidoglykan
• Linjär polysackarid
• Omväxlande NAG (N-acetylglucosamin)
och NAM ( N-acetylmyramic acid)
• Parallella kedjor korslänkade med
tetrapeptider
Cellvägg hos eukaryoter
• Polysackarider
som cellerna själva
syntetiserar
• Kitin – ffa. NAGpolymer - i svampars
cellvägg
• Cellulosa –
glukospolymer – i
växters cellvägg
• Cellulosamikrofibriller
Växt-cellvägg
Cellulosa
Hemicellulosa
grenad polysackarid
vätebindning till cellulosa
Pektin
negativ laddn
Ca2+
binder vatten
Primär och sekundär cellvägg
Primär cellvägg
• Växande celler
syntetiserar primär
cellvägg
• tunn och flexibel
• Lika delar cellulosa,
hemicellulosa och
pektin
• Slumpmässigt ordnade
cellulosafibrer
Sekundär cellvägg
• Tjockare och stabilare
• Syntetiseras innanför
primära cellväggen
• 50-80% cellulosa
• Saknar ofta pektin
• Lignin förstärker i trä
• Regelbunden riktning,
olika i olika lager
Cellväggssyntes
• Hemicellulosa, pektin
syntetiseras inne i
cellen och sekreteras
• Cellulosasyntetas –
enzymkomplex i
plasmamembranet