معلومة

لماذا لا تتطلب البروتينات الحاملة طاقة لتغيير شكلها؟

لماذا لا تتطلب البروتينات الحاملة طاقة لتغيير شكلها؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أعلم أنه يمكن استخدام البروتينات الحاملة لكل من النقل السلبي والنشط ، لكنني أشير إلى جانب الانتشار الميسر. على الرغم من أن الانتشار الميسر عبر البروتين الحامل يسير على طول تدرج التركيز ، لا يزال يتعين على البروتين تغيير شكله ، مما أفهمه. لماذا لا تزال هذه العملية لا تتطلب ATP ، ولماذا تتطلب ATP أن تتعارض مع تدرج التركيز بنفس الطريقة؟


لا تتطلب البروتينات الحاملة التي تشارك في النقل السلبي طاقة في شكل جزيئات ATP ، وهي الشكل الأساسي للطاقة الأيضية للخلية ، لكن هذا لا يعني أن عملية النقل تكون "محايدة" من حيث الطاقة. ترتبط العديد من البروتينات بروابطها عبر الروابط الهيدروجينية ، والروابط الأيونية الجزئية أو الكاملة ، وتفاعلات فان دير فالس ، وما إلى ذلك. هذه التفاعلات تبني نوعًا من الطاقة يُعرف باسم "طاقة الربط" ، والتي يمكن أن تكون كافية للحث على التغيير التوافقي في الناقل. بالإضافة إلى ذلك ، ضع في اعتبارك أن التدرج الكيميائي في حد ذاته هو شكل من أشكال الطاقة ، والذي يحرك بشكل فعال حركة العديد من المواد المذابة عبر الغشاء. في الواقع ، يمكن استخدام التدرج اللوني للجزيء لنقل نوع آخر من الجزيء ، دون استخدام ATP. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك تصاريح اللاكتوز. آليتها ، أقتبس منها:

ترتبط أيونات الهيدرونيوم من خارج الخلية بمجموعة كربوكسيل على الإنزيم الذي يسمح لها بالخضوع لتغيير تكوين. يمكن لهذا الشكل من نفاذية اللاكتوز أن يربط اللاكتوز من خارج الخلية. ثم يستقر الإنزيم وينتقل اللاكتوز إلى الداخل.

أدناه رسم تخطيطي لهذا البروتين ، مع روابطه في المركز:

ومع ذلك ، فإن بعض البروتينات التي تشارك في النقل السلبي لا تتطلب تغييرات توافقية مثل تلك التي وصفتها ، لأنها ببساطة "مفتوحة" (مثل النفق) ، ويمكن أن تنتشر المواد المذابة بحرية عبر القناة. هذا هو الحال ، على سبيل المثال ، من الأكوابورينات. ميزة الحاملات التي تحتاج إلى تغيير التشكل هي أن الارتباط بالجزيء المنقول يتضمن آلية التعرف ، والتي تعطي خصوصية عالية ، في حين أن البروتينات التي تكون ببساطة "مفتوحة" أقل انتقائية وبالتالي تنقل العديد من المواد المذابة المختلفة. انظر ، على سبيل المثال ، المسام المركزية للأكوبورين:

فيما يتعلق بسؤالك الأخير ، يمكن أن يطلق التحلل المائي لـ ATP طاقة كافية (على غرار طاقة الربط الموصوفة أعلاه) يمكن أن تحدث تغييرًا في التشكل في البروتين الناقل (النقل النشط). غالبًا ما يستخدم هذا عند "عكس" التدرج اللوني لأنه ، كما ذكرت ، يحتوي التدرج في حد ذاته على طاقة إذا لم يتم استخدامها بشكل سلبي (كما هو الحال في النقل السلبي) ، فمن غير المناسب نقل شيء ما عكس التدرج. وبالتالي ، هناك حاجة إلى مصدر خارجي للطاقة (ATP!).


لماذا لا تتطلب البروتينات الحاملة طاقة لتغيير شكلها؟ - مادة الاحياء

النقل السلبي ، مثل الانتشار والتناضح ، ينقل المواد ذات الوزن الجزيئي الصغير عبر الأغشية.

أهداف التعلم

حدد الطريقة التي تعبر بها المواد المختلفة غشاء الخلية

الماخذ الرئيسية

النقاط الرئيسية

  • تكون أغشية البلازما قابلة للاختراق بشكل انتقائي إذا فقدت هذه الانتقائية ، فلن تكون الخلية قادرة على الحفاظ على نفسها.
  • في النقل السلبي ، تنتقل المواد ببساطة من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل ، والتي لا تتطلب مدخلات من الطاقة.
  • يؤثر تدرج التركيز وحجم الجسيمات المنتشرة ودرجة حرارة النظام على معدل الانتشار.
  • تنتشر بعض المواد بسهولة عبر الغشاء ، لكن البعض الآخر يحتاج إلى بروتينات متخصصة ، مثل القنوات والناقلات ، لحملها داخل الخلية أو خارجها.

الشروط الاساسية

  • تدرج التركيز: يوجد تدرج تركيز عندما يفصل غشاء تركيزين مختلفين من الجزيئات.
  • النقل السلبي: حركة للمواد الكيميائية الحيوية وغيرها من المواد الذرية أو الجزيئية عبر الأغشية التي لا تتطلب مدخلاً من الطاقة الكيميائية.
  • قابل للنفاذ منه: ذات صلة بمادة أو ركيزة أو غشاء أو مادة تمتص السوائل أو تسمح بمرورها.

مقدمة: النقل السلبي

يجب أن تسمح أغشية البلازما أو تمنع مواد معينة من دخول الخلية أو الخروج منها. وبعبارة أخرى ، فإن أغشية البلازما قابلة للاختراق بشكل انتقائي ، فهي تسمح لبعض المواد بالمرور ، ولكن ليس غيرها. إذا فقدوا هذه الانتقائية ، فلن تكون الخلية قادرة على الحفاظ على نفسها ، وسيتم تدميرها. تتطلب بعض الخلايا كميات من مواد معينة أكبر من الخلايا الأخرى ، يجب أن يكون لديها طريقة للحصول على هذه المواد من السوائل خارج الخلية. قد يحدث هذا بشكل سلبي ، حيث تتحرك بعض المواد ذهابًا وإيابًا ، أو قد يكون للخلية آليات خاصة تسهل النقل. بعض المواد مهمة جدًا للخلية لدرجة أنها تنفق بعض طاقتها (تحلل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP)) للحصول على هذه المواد. تستخدم خلايا الدم الحمراء بعض طاقتها للقيام بذلك. تنفق جميع الخلايا معظم طاقتها للحفاظ على عدم توازن أيونات الصوديوم والبوتاسيوم بين الجزء الداخلي والخارجي للخلية.

أكثر أشكال النقل الغشائي المباشر تكون سلبية. النقل السلبي هو ظاهرة تحدث بشكل طبيعي ولا تتطلب من الخلية بذل أي من طاقتها لإنجاز الحركة. في النقل السلبي ، تنتقل المواد من منطقة تركيز أعلى إلى منطقة تركيز أقل. يُقال إن الفضاء المادي الذي يوجد فيه نطاق من تركيزات مادة واحدة يحتوي على تدرج تركيز.

النقل السلبي: الانتشار هو نوع من النقل السلبي. يؤدي الانتشار عبر غشاء منفذ إلى نقل مادة من منطقة عالية التركيز (سائل خارج الخلية ، في هذه الحالة) إلى أسفل تدرج تركيزها (إلى السيتوبلازم).

تعمل الأشكال السلبية للنقل والانتشار والتناضح على نقل المواد ذات الوزن الجزيئي الصغير عبر الأغشية. تنتشر المواد من مناطق عالية التركيز إلى مناطق ذات تركيز أقل ، وتستمر هذه العملية حتى يتم توزيع المادة بالتساوي في النظام. في المحاليل التي تحتوي على أكثر من مادة ، ينتشر كل نوع من الجزيئات وفقًا لتدرج التركيز الخاص به ، بغض النظر عن انتشار المواد الأخرى. يمكن أن تؤثر العديد من العوامل على معدل الانتشار ، بما في ذلك ، على سبيل المثال لا الحصر ، تدرج التركيز ، وحجم الجسيمات المنتشرة ، ودرجة حرارة النظام.

في الأنظمة الحية ، يتم توسط انتشار المواد داخل وخارج الخلايا بواسطة غشاء البلازما. تنتشر بعض المواد بسهولة عبر الغشاء ، لكن البعض الآخر يعوق مرورها بواسطة بروتينات متخصصة ، مثل القنوات والناقلات. تحدث كيمياء الكائنات الحية في المحاليل المائية التي تعتبر موازنة تراكيز تلك الحلول مشكلة مستمرة. في الأنظمة الحية ، قد يكون انتشار بعض المواد بطيئًا أو صعبًا بدون بروتينات غشائية تسهل النقل.


مضخة الصوديوم والبوتاسيوم

ال مضخة الصوديوم والبوتاسيوم هي آلية النقل النشط التي تنقل أيونات الصوديوم خارج الخلية وأيونات البوتاسيوم إلى الخلايا - في كل تريليونات الخلايا في الجسم! يتم نقل كلا الأيونات من مناطق ذات تركيز منخفض إلى أعلى ، لذلك هناك حاجة للطاقة لهذه العملية & # 8220uphill & # 8221. يتم توفير الطاقة بواسطة ATP. تتطلب مضخة الصوديوم والبوتاسيوم أيضًا بروتينات حاملة. ترتبط البروتينات الحاملة بأيونات أو جزيئات معينة ، وبذلك تغير شكلها. عندما تغير البروتينات الحاملة شكلها ، فإنها تحمل الأيونات أو الجزيئات عبر الغشاء. يوضح الشكل 4.8.2 بمزيد من التفصيل كيفية عمل مضخة الصوديوم والبوتاسيوم ، بالإضافة إلى الأدوار المحددة التي تلعبها البروتينات الحاملة في هذه العملية.

الشكل 4.8.2 تقوم مضخة الصوديوم والبوتاسيوم بنقل أيونات الصوديوم (Na +) خارج الخلية وأيونات البوتاسيوم (K +) إلى الخلية. أولاً ، ترتبط ثلاثة أيونات الصوديوم ببروتين حامل في غشاء الخلية. ثم يتغير شكل البروتين الحامل ، مدعومًا بالطاقة من ATP ، وكما يحدث ، فإنه يضخ أيونات الصوديوم الثلاثة خارج الخلية. عند هذه النقطة ، يرتبط اثنان من أيونات البوتاسيوم بالبروتين الحامل. يتم عكس العملية ، ويتم ضخ أيونات البوتاسيوم في الخلية.

لتقدير أهمية مضخة الصوديوم والبوتاسيوم ، تحتاج إلى معرفة المزيد عن دور الصوديوم والبوتاسيوم في الجسم. كلاهما معادن غذائية أساسية. تحتاج إلى الحصول عليها من الأطعمة التي تتناولها. كل من الصوديوم والبوتاسيوم عبارة عن إلكتروليتات أيضًا ، مما يعني أنهما ينفصلان إلى أيونات (جزيئات مشحونة) في محلول ، مما يسمح لهما بتوصيل الكهرباء. تتطلب وظائف الجسم الطبيعية نطاقًا ضيقًا جدًا من تركيزات أيونات الصوديوم والبوتاسيوم في سوائل الجسم ، داخل وخارج الخلايا.

  • الصوديوم هو الأيون الرئيسي في السائل خارج الخلايا. تركيزات الصوديوم الطبيعية حوالي عشر مرات أعلى خارج الخلايا من داخل الخلايا. لإخراج الصوديوم من الخلية ، يتم تحريكه عكس تدرج التركيز
  • البوتاسيوم هو الأيون الرئيسي في السائل داخل الخلايا. تركيزات البوتاسيوم الطبيعية حوالي 30 مرة داخل الخلايا من خارج الخلايا. لتحريك البوتاسيوم إلى الخلية ، يتم تحريكه عكس تدرج التركيز.

هذه الاختلافات في التركيز تخلق تدرجًا كهربائيًا وكيميائيًا عبر غشاء الخلية ، يسمى غشاء المحتملة . يعد التحكم بإحكام في إمكانات الغشاء أمرًا بالغ الأهمية لوظائف الجسم الحيوية ، بما في ذلك نقل النبضات العصبية وتقلص العضلات. تذهب نسبة كبيرة من طاقة الجسم & # 8217s للحفاظ على هذه القدرة عبر أغشية تريليونات الخلايا مع مضخة الصوديوم والبوتاسيوم.


انتشار بسيط

تعريف هي حركة مادة بسبب اختلاف التركيز. يحدث ذلك دون أي مساعدة من الجزيئات الأخرى. تنتقل المادة ببساطة من المنطقة التي تكون فيها أكثر تركيزًا إلى المنطقة التي تكون فيها أقل تركيزًا. تخيل شخصًا يرش العطر في زاوية الغرفة. هل تبقى جزيئات العطر في الزاوية؟ لا ، إنها منتشرة أو منتشرة في جميع أنحاء الغرفة حتى تتوزع بالتساوي. يوضح الشكل 4.7.2 كيفية عمل الانتشار عبر غشاء الخلية. المواد التي يمكن أن تنضغط بين جزيئات الدهون في غشاء البلازما عن طريق الانتشار البسيط هي بشكل عام جزيئات صغيرة جدًا كارهة للماء ، مثل جزيئات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون.

الشكل 4.7.2 تنتشر الجزيئات عبر غشاء من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة تركيز أقل حتى يكون التركيز هو نفسه على جانبي الغشاء.

الشكل 4.7.3 التناضح هو نوع من الانتشار حيث يمكن للمياه فقط عبور غشاء البلازما.

تنظم البروتينات الحاملة التي تحركها Na + في غشاء البلازما درجة الحموضة الخلوية

يتأثر هيكل ووظيفة معظم الجزيئات الكبيرة بدرجة كبيرة بالرقم الهيدروجيني ، وتعمل معظم البروتينات على النحو الأمثل عند درجة حموضة معينة. تعمل الإنزيمات الليزوزومية ، على سبيل المثال ، بشكل أفضل عند درجة الحموضة المنخفضة (

5) الموجودة في الجسيمات الحالة ، في حين أن إنزيمات العصارة الخلوية تعمل بشكل أفضل عند الاقتراب من الرقم الهيدروجيني المحايد (

7.2) الموجودة في العصارة الخلوية. لذلك من الضروري أن تكون الخلايا قادرة على التحكم في الرقم الهيدروجيني لأجزاءها داخل الخلايا.

تحتوي معظم الخلايا على نوع واحد أو أكثر من مضادات الحمضية التي يحركها Na + في غشاء البلازما الخاص بها والتي تساعد في الحفاظ على درجة الحموضة الخلوية (الرقم الهيدروجيني)أنا) ، حوالي 7.2. تستخدم هذه البروتينات الطاقة المخزنة في تدرج Na + لضخ فائض H + ، والذي إما يتسرب أو ينتج في الخلية عن طريق تفاعلات تكوين الحمض. يتم استخدام آليتين: إما H + يتم نقلها مباشرة خارج الخلية أو HCO3 - يتم إدخاله إلى الخلية لمعادلة H + في العصارة الخلوية (وفقًا لتفاعل HCO3 - + H + & # x02192 هـ2O + CO2). أحد مضادات الحمى التي تستخدم الآلية الأولى هو أ نا + + مبادل، الذي يقرن تدفق Na + إلى تدفق H +. آخر ، يستخدم مزيجًا من الآليتين ، هو أ نا + مدفوعة Cl - -HCO3 - مبادل يقرن تدفق Na + و HCO3 - لتدفق Cl - و H + (بحيث NaHCO3 يدخل ويخرج حمض الهيدروكلوريك). محرك Na + Cl - -HCO3 - يكون المبادل ضعف فعالية مبادل Na + -H + ، بمعنى أنه يضخ H + واحدًا ويعادل الآخر لكل Na + يدخل الخلية. إذا كان HCO3 - متوفر ، كما هو الحال عادة ، هذا المضاد هو أهم بروتين حامل ينظم الأس الهيدروجينيأنا. يتم تنظيم كلا المبادلات بواسطة الأس الهيدروجينيأنا وتزيد من نشاطها حيث ينخفض ​​الرقم الهيدروجيني في العصارة الخلوية.

ان نا + - مستقل Cl - -HCO3 - مبادل له أيضًا دور مهم في درجة الحموضةأنا اللائحة. مثل الناقلين المعتمدين على Na + ، فإن Cl - -HCO3 - المبادل ينظمه الرقم الهيدروجينيأنا، ولكن حركة HCO3 - ، في هذه الحالة ، يكون عادةً خارج الخلية ، أسفل تدرجها الكهروكيميائي. معدل HCO3 - يزيد التدفق وتدفق Cl - مع زيادة الرقم الهيدروجينيأنا يرتفع ، وبالتالي ينخفض ​​الرقم الهيدروجينيأنا عندما يصبح العصارة الخلوية قلوية للغاية. Cl - -HCO3 - يشبه المبادل بروتين النطاق 3 الموجود في غشاء خلايا الدم الحمراء الذي تمت مناقشته في الفصل 10. في خلايا الدم الحمراء ، يسهل بروتين النطاق 3 التفريغ السريع لثاني أكسيد الكربون2 حيث تمر الخلايا عبر الشعيرات الدموية في الرئة.

تُستخدم مضخات H + التي يقودها ATP أيضًا للتحكم في درجة الحموضة في العديد من المقصورات داخل الخلايا. كما نوقش في الفصل 13 ، يتم الحفاظ على انخفاض الرقم الهيدروجيني في الجسيمات ، وكذلك في الإندوسومات والحويصلات الإفرازية ، بواسطة مضخات H + ، التي تستخدم طاقة التحلل المائي ATP لضخ H + في هذه العضيات من العصارة الخلوية.


علم الأحياء: 2.5 أغشية بيولوجية

يتكون نسيج الغشاء من طبقة ثنائية فسفوليبيدية مع بروتينات تطفو بداخلها ، والتي تشكل نمطًا من الفسيفساء.

يمكن لجزيئات الدهون أن تغير أماكنها مع بعضها البعض ، وقد تتحرك بعض البروتينات ، مما يعطي السيولة.

تنظيم سيولة الغشاء

تحتوي الخلايا العصبية على غمد المايلين يتكون من خلايا مفلطحة ملفوفة حولها ، مما يعطي طبقات من غشاء الخلية مكونة غمد المايلين حوالي 20٪ بروتين و 76٪ دهون.

غشاء البلازما حول جسم الخلية وحول محور عصبي

لذلك ، فإنها تنتشر من خلال قنوات البروتين المدمجة في الغشاء

يمنع جدار خلية السليلوز الصلب والقوي انفجار الخلية إذا دخلت الكثير من جزيئات الماء إلى الخلية.

عندما توضع الخلايا في محلول ذو جهد مائي منخفض ، يترك الماء الخلايا عن طريق التناضح ، عبر غشاء البلازما القابل للنفاذ جزئيًا.

يتقلص السيتوبلازم في الخلايا النباتية ويبتعد الغشاء عن جدار خلية السليلوز ، توصف الخلايا بأنها Plasmolysed

توصف الأنسجة النباتية ذات الخلايا المتحللة بالبلازما بأنها رخوة

لديهم أيضًا منطقة ترتبط بالتحلل المائي لجزيء ATP وتسمح له بإطلاق الطاقة بهذه الطريقة التي تعمل كأنزيمات

مثال على الالتقام الخلوي هو البلعمة حيث تتغذى خلايا الدم البيضاء (البلاعم) على مسببات الأمراض وهضمها

ينتج جزيء mRNA في النواة ، ويتم إطلاقه من خلال مسام نووي ثم يتم نقله إلى الشبكة الإندوبلازمية الخشنة ، حيث يتم تصنيع بروتين mRNA.

من خلال حويصلة النقل ، يتم نقل بروتين mRNA إلى جهاز جولجي ، حيث يتم تعديله بشكل أكبر

يمكن تغيير أوضاع / وظائف البروتينات المضمنة في الغشاء من هذا ، على سبيل المثال ، إذا كانت بعض البروتينات التي تعمل كأنزيمات في الغشاء تنجرف جانبًا ، فقد يؤدي ذلك إلى تغيير معدل التفاعلات التي تحفزها

قد تؤثر زيادة سيولة الغشاء على انتفاخ غشاء البلازما أثناء البلعمة

قد تؤدي زيادة سيولة الغشاء أيضًا إلى تغيير قدرة الخلايا على إرسال إشارات إلى الخلايا الأخرى عن طريق إطلاق مواد كيميائية ، غالبًا عن طريق خروج الخلايا

هناك العديد من الأحماض الدهنية غير المشبعة التي تشكل طبقة ثنائية الفسفوليبيد في غشاء الخلية ، وعندما يتم ضغطها ، فإن الخلل في ذيولها يدفع جزيئات الفسفوليبيد المجاورة بعيدًا ، مما يحافظ على سيولة الغشاء.

تحدد نسب الأحماض الدهنية غير المشبعة / المشبعة داخل غشاء الخلية السيولة في درجات الحرارة الباردة

يتغير هيكلها الثلاثي (الشكل) وبالتالي لا يمكن تغييرها مرة أخرى عندما تبرد ، لذا فهي مشوهة


الأغشية البيولوجية

الأغشية البيولوجية عبارة عن هياكل تحتوي على طبقتين من الجزيئات تسمى الدهون الفوسفورية التي تشكل حاجزًا مستمرًا. الفسفوليبيدات جزيئات دهنية برأس وذيول. يحتوي جزء الرأس على شحنة كهربائية وينجذب إلى الماء ، لكن ذيول غير المشحونة تصد الماء وتذوب الجزيئات المشحونة في الماء. تصطف طبقات الفسفوليبيد بحيث تواجه الرؤوس الأسطح الداخلية والخارجية للغشاء بينما تشغل الذيل المسافة بين الرؤوس. تستخدم المواد الذائبة بشحنة كهربائية بروتينات مرتبطة بالغشاء لتمريرها عبر غشاء الخلية.


قنوات البروتين / البروتينات الحاملة

هل يمكن لشخص ما أن يشرح الفرق بين قناة البروتين والبروتينات الحاملة.

جاء في كتابي أن البروتينات الجوهرية تعمل كناقلات لنقل الجزيئات القابلة للذوبان في الماء.

ولكن من أجل الانتشار الميسر ، تقول إن قنوات البروتينات تنقل جزيئات قابلة للذوبان في الماء عبر طبقة ثنائية الفوسفوليبيد.

إذن كيف يتم نقل الجزيئات القابلة للذوبان في الماء - هل يتم ذلك عبر قناة بروتينية أم بروتين ناقل؟

أي مساعدة سوف تكون محل تقدير كبير.

ليس هذا ما تبحث عنه؟ جرب & hellip

يو مرتبط. لم أحصل على هذا تمامًا أيضًا ، لكن بعد فترة عملت عليه. Lemme احصل على ملاحظاتي.

أولاً ، البروتينات الخارجية والداخلية هي مجرد أنواع من البروتينات. الجوهر يعني أنه يمر عبر الغشاء كله. خارجي يعني أنه موجود فقط على جانب واحد من الغشاء. هذا كل ما يعنيه ذلك. الكتاب المدرسي لديه صور لهذا. حاليا:

  • إنها بروتينات جوهرية ، لذلك تمتد عبر الغشاء بأكمله
  • إنهم يصنعون أساسًا قناة / مسارًا / ثقبًا للأشياء التي تمر من خلالها
  • القناة التي تصنعها بروتينات القناة مليئة بالماء. هذا يعني فقط ذوبان في الماء المواد يمكن أن تمر.
  • نشر الميسر يحدث هنا. هذا هو الانتشار في الأساس ، من التركيز العالي إلى التركيز المنخفض. الميسر يعني فقط أنه يحتاج إلى هذا البروتين ليعمل ، والبروتين هنا هو بروتين القناة الذي يصنع الثقب في الغشاء. (لا تقل حفرة ، استخدم كلمات ألطف مثل القناة / المسار)
  • بعض القنوات هي أيضا مسور و / أو انتقائي. بوابات تعني أنه يفتح فقط عندما يتم تحفيزه بشكل مناسب. انتقائي يعني أنه يسمح فقط لمواد معينة بالمرور.
  • هذه يمكن أن تفعل كلاهما سهل الانتشار والنقل النشط
  • إذا كنت تريد صورة لما يبدو عليه ، فإنه يلتقط الجزيء على جانب واحد من الغشاء ثم يغير شكله ويضعه على الجانب الآخر.
  • الشيء الذي يجب تذكره هنا هو أن الجزيء الذي يتحرك عبر الغشاء يرتبط فعليًا بالبروتين ، على عكس القنوات التي يُحدث فيها البروتين ثقبًا لتمرير الجزيئات.
  • ل نشر الميسر تستخدم الجزيئات طاقتها الحركية الداخلية التي تحمل في ثناياه عوامل الطاقة الحركية للارتباط ببروتين القناة ، والذي ينقله إلى الجانب الآخر من الغشاء. نظرًا لأن هذا هو الانتشار ، فإنه ينتقل من التركيز العالي إلى التركيز المنخفض.
  • ل النقل النشط يستخدم ATP لنقل الجزيئات من التركيز المنخفض إلى التركيز العالي.
  • في كلتا الحالتين ، مع البروتينات الحاملة ، يرتبط الجزيء بالبروتين.

إذا كنت مخطئا ، أخبرني أحدهم. واسأل إذا كان لديك أي أسئلة

(المنشور الأصلي بواسطة مرتبط)
هل يمكن لشخص ما أن يشرح الفرق بين قناة البروتين والبروتينات الحاملة.

جاء في كتابي أن البروتينات الجوهرية تعمل كناقلات لنقل الجزيئات القابلة للذوبان في الماء.

ولكن من أجل الانتشار الميسر ، تقول إن قنوات البروتينات تنقل جزيئات قابلة للذوبان في الماء عبر طبقة ثنائية الفوسفوليبيد.

أعطى cazmasetro ملخصًا جيدًا جدًا لخصائص بروتينات القناة والبروتينات الحاملة أعلاه ، وهو بسيط جدًا في جوهره: بروتينات القناة هي `` نفق '' عبر غشاء الخلية ، تلتقط البروتينات الحاملة جزيئًا ، وتنقله إلى الآخر جانب الغشاء ، واتركه يذهب. أشياء سوبر بسيطة.

تعتبر البروتينات الحاملة أكثر تعقيدًا قليلاً في الآليات التي تستخدمها ، ولديها الكثير من طرق العمل المختلفة ، لكنني لا أعتقد أنك بحاجة إلى القلق بشأن ذلك ، والوصف الأساسي هو كما قلت بالفعل .

لتوضيح شيء لا أشعر به واضح جدًا في الرد أعلاه: "الانتشار الميسر" في البروتينات الحاملة يعني فقط أن العملية لا تتطلب طاقة: لا تحتاج إلى إنفاق أي طاقة لتحريك الجزيء من جانب واحد من الغشاء إلى آخر.

لا تحتاج أيضًا إلى حفظ القائمة أعلاه إذا كنت تفهم أساسيات الانتشار والنقل النشط ، ويمكنك استخدام القليل من الفطرة السليمة ، يمكنك معرفة ما تفعله بروتينات القناة والبروتينات الحاملة!

إذن كيف يتم نقل الجزيئات القابلة للذوبان في الماء - هل يتم ذلك عبر قناة بروتينية أم بروتين ناقل؟

أي مساعدة سوف تكون محل تقدير كبير.

انه الاثنين! في بعض الأحيان تستخدم القنوات ، وأحيانًا تستخدم شركات الجوال ، اعتمادًا على الموقف.

يفسر البروتين الشائك الأكثر ثباتًا الانتشار الأسرع لمتغيرات فيروس كورونا

بوسطن - 16 مارس 2021 - تثير متغيرات فيروس كورونا سريعة الانتشار في المملكة المتحدة وجنوب إفريقيا والبرازيل مخاوف وتساؤلات حول ما إذا كانت لقاحات COVID-19 ستحمي منها. عمل جديد بقيادة Bing Chen ، دكتوراه ، في مستشفى بوسطن للأطفال ، على تحليل كيفية تغير بنية بروتينات ارتفاع الفيروس التاجي مع طفرة D614G - التي تحملها جميع المتغيرات الثلاثة - وأظهر سبب قدرة هذه المتغيرات على الانتشار بسرعة أكبر. يبلغ الفريق عن النتائج التي توصل إليها في علم (16 مارس 2020).

قام فريق تشين بتصوير المسامير باستخدام المجهر الإلكتروني المبرد (cryo-EM) ، والذي يتميز بدقة تصل إلى المستوى الذري. وجدوا أن طفرة D614G (استبدال "حرف" واحد من الأحماض الأمينية في الشفرة الجينية لبروتين السنبلة) تجعل الارتفاع أكثر استقرارًا مقارنة بفيروس SARS-CoV-2 الأصلي. ونتيجة لذلك ، تتوفر المزيد من النتوءات الوظيفية للارتباط بمستقبلات ACE2 في خلايانا ، مما يجعل الفيروس أكثر عدوى.

منع تغيير شكل المسامير

في الفيروس التاجي الأصلي ، ترتبط البروتينات الشوكية بمستقبلات ACE2 ثم تغير شكلها بشكل كبير ، وتنطوي على نفسها. مكن هذا الفيروس من دمج غشاءه بأغشية خلايانا والدخول إلى الداخل. ومع ذلك ، كما أفاد تشين وزملاؤه في يوليو / تموز 2020 ، فإن الطفرات في بعض الأحيان تغير شكلها قبل الأوان وتتفكك قبل أن يتمكن الفيروس من الارتباط بالخلايا. بينما أدى هذا إلى إبطاء الفيروس ، فإن تغيير الشكل جعل من الصعب على جهاز المناعة لدينا احتواء الفيروس.

يقول تشين: "نظرًا لأن بروتين السنبلة الأصلي سينفصل ، لم يكن جيدًا بما يكفي للحث على استجابة قوية للأجسام المضادة".

عندما صور تشين وزملاؤه بروتين السنبلة الطافرة ، وجدوا أن طفرة D614G تعمل على استقرار الارتفاع عن طريق منع التغيير المبكر للشكل. ومن المثير للاهتمام أن الطفرة تجعل الارتباطات أضعف بمستقبلات الإنزيم المحول للأنجيوتنسين ، لكن حقيقة أن الطفرات أقل استعدادًا للانهيار المبكر تجعل الفيروس بشكل عام أكثر عدوى.

يوضح تشين: "لنفترض أن الفيروس الأصلي يحتوي على 100 طفرة". "بسبب عدم استقرار الشكل ، قد يكون لديك 50 بالمائة منها فقط وظيفية. في متغيرات G614 ، قد يكون لديك 90 بالمائة وظيفية ، لذلك على الرغم من أنها لا ترتبط أيضًا ، فإن فرص حصولك على عدوى."

يقترح تشين أن اللقاحات المعاد تصميمها تتضمن كود هذا البروتين الشائك الطافر. يقول إن شكل السنبلة الأكثر ثباتًا يجب أن يجعل أي لقاح يعتمد على السنبلة (مثل لقاح موديرنا وفايزر وجونسون آند جونسون) أكثر عرضة لاستخراج أجسام مضادة واقية معادلة.

الاتجاه المستقبلي: عقار لمنع دخول فيروس كورونا

يطبق تشين وزملاؤه أيضًا علم الأحياء البنيوي لفهم أفضل لكيفية ارتباط SARS-CoV-2 بمستقبلات الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 ، مع التركيز على العلاجات التي تمنع الفيروس من الدخول إلى خلايانا.

في كانون الثاني (يناير) ، أظهر الفريق في دورية Nature Structural & Molecular Biology أن بروتين ACE2 مصمم هيكليًا يربط الفيروس بقوة 200 مرة أكثر من ACE2 في الجسم. قام الطعم بتثبيط الفيروس بقوة في مزرعة الخلايا ، مما يشير إلى أنه يمكن أن يكون علاجًا مضادًا لـ COVID-19. يخطط تشين الآن لدفع هذا البحث إلى نماذج حيوانية.

تشين هو كبير المحققين في الصحيفة في علم. كان Jun Zhang و Yongfei Cai من قسم الطب الجزيئي للأطفال في بوسطن مؤلفين مشاركين. المؤلفون المشاركون هم تيانشو شياو ، وهانكين بينغ ، وصوفيا ريتس فولوش ، وبيوتر سليز من بوسطن للأطفال جيانمينغ لو من Codex BioSolutions، Inc. ، وسارة ستيرلنج وريتشارد والش جونيور من مركز هارفارد كريو إي إم للبيولوجيا الهيكلية (كلية الطب بجامعة هارفارد) وهايسون تشو وأليك ووسلي ووي يانغ من معهد ابتكار البروتين (معاهد الطب بجامعة هارفارد). تم تمويل العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة (AI147884 و AI147884-01A1S1 و AI141002 و AI127193) ، وجائزة COVID-19 من MassCPR و Emergent Ventures.

حول مستشفى بوسطن للأطفال

تم تصنيف مستشفى بوسطن للأطفال كأول مستشفى للأطفال في البلاد من قبل US News & World Report وهي المؤسسة التعليمية الأساسية لطب الأطفال التابعة لكلية الطب بجامعة هارفارد. موطنًا لأكبر مشروع بحثي في ​​العالم يقع في مركز طب الأطفال ، وقد استفاد من اكتشافاته كل من الأطفال والبالغين منذ عام 1869. اليوم ، 3000 باحث وموظف علمي ، بما في ذلك 9 أعضاء في الأكاديمية الوطنية للعلوم ، و 23 عضوًا في الأكاديمية الوطنية يشكل الطب و 12 محققًا هوارد هيوز الطبي مجتمع أبحاث بوسطن للأطفال. تأسس مستشفى بوسطن للأطفال كمستشفى يضم 20 سريراً للأطفال ، وهو الآن مركز شامل يضم 415 سريراً لرعاية صحة الأطفال والمراهقين. لمزيد من المعلومات ، تفضل بزيارة مدونة Discoveries الخاصة بنا وتابعنا على وسائل التواصل الاجتماعيBostonChildrens وBCH_Innovation و Facebook و YouTube.

تنصل: AAAS و EurekAlert! ليست مسؤولة عن دقة النشرات الإخبارية المرسلة على EurekAlert! من خلال المؤسسات المساهمة أو لاستخدام أي معلومات من خلال نظام EurekAlert.


التفاعلات الكيميائية للماء

يشارك الماء بشكل مباشر في العديد من التفاعلات الكيميائية لبناء وتفكيك المكونات الهامة للخلية. تتطلب عملية التمثيل الضوئي ، وهي العملية في النباتات التي تنتج السكريات لجميع أشكال الحياة ، الماء. يشارك الماء أيضًا في بناء جزيئات أكبر في الخلايا. تتكون جزيئات مثل الحمض النووي والبروتينات من وحدات متكررة من جزيئات أصغر. يحدث تجميع هذه الجزيئات الصغيرة معًا من خلال تفاعل ينتج الماء. على العكس من ذلك ، فإن الماء مطلوب للتفاعل العكسي الذي يكسر هذه الجزيئات ، مما يسمح للخلايا بالحصول على المغذيات أو إعادة توظيف قطع من الجزيئات الكبيرة.

بالإضافة إلى ذلك ، تحمي المياه الخلايا من التأثيرات الخطيرة للأحماض والقواعد. المواد شديدة الحموضة أو القاعدية ، مثل مواد التبييض أو حمض الهيدروكلوريك ، تآكل حتى أكثر المواد متانة. وذلك لأن الأحماض والقواعد تطلق الهيدروجين الزائد أو تأخذ الهيدروجين الزائدة ، على التوالي ، من المواد المحيطة. يؤدي فقدان هيدروجين موجب الشحنة أو اكتسابها إلى تعطيل بنية الجزيئات. كما تعلمنا ، تتطلب البروتينات بنية محددة لتعمل بشكل صحيح ، لذلك من المهم حمايتها من الأحماض والقواعد. يقوم الماء بذلك من خلال العمل كحمض وقاعدة (الشكل 4). على الرغم من أن الروابط الكيميائية داخل جزيء الماء مستقرة جدًا ، فمن الممكن لجزيء الماء أن يتخلى عن الهيدروجين ويصبح OH & # 8211 ، وبالتالي يعمل كقاعدة ، أو يقبل هيدروجينًا آخر ويصبح H 3 O + ، وبالتالي يعمل على أنه حمض. تسمح هذه القدرة على التكيف للماء بمكافحة التغيرات الجذرية في درجة الحموضة بسبب المواد الحمضية أو الأساسية في الجسم في عملية تسمى التخزين المؤقت. في النهاية ، هذا يحمي البروتينات والجزيئات الأخرى في الخلية.

الشكل 4: يعمل الماء كعازل عن طريق إطلاق أو قبول ذرات الهيدروجين.

في الختام ، الماء أمر حيوي لجميع أشكال الحياة. تساعد تعدد استخداماته وقدرته على التكيف في إجراء تفاعلات كيميائية مهمة. يساعد هيكلها الجزيئي البسيط في الحفاظ على الأشكال المهمة للمكونات الداخلية للخلايا والغشاء الخارجي. لا يوجد جزيء آخر يضاهي الماء عندما يتعلق الأمر بخصائص فريدة تدعم الحياة. بشكل مثير ، يواصل الباحثون إنشاء خصائص جديدة للمياه مثل التأثيرات الإضافية لبنيتها غير المتكافئة. لا يزال يتعين على العلماء تحديد الآثار الفسيولوجية لهذه الخصائص. إنه لأمر مدهش كيف يكون الجزيء البسيط مهمًا عالميًا للكائنات الحية ذات الاحتياجات المتنوعة.

مولي سارجين طالبة دكتوراه في السنة الأولى في برنامج العلوم البيولوجية والطبية الحيوية في كلية الطب بجامعة هارفارد.

دان أوتر طالب دكتوراه في السنة الخامسة في علم الأحياء العضوية والتطوري في جامعة هارفارد.

للمزيد من المعلومات:

  • لمعرفة المزيد حول أهمية قابلية الدواء للذوبان ، راجع هذه المقالة.
  • تحقق من هذه المقالات للحصول على مزيد من المعلومات حول البروتينات وكيف يؤثر الماء على طيها.
  • تعرف على المزيد حول الدهون الفوسفورية هنا.
  • تعرف على المزيد حول تأثير الماء على بنية الحمض النووي هنا.
  • تعلم المزيد عن الأحماض والقواعد هنا.
  • تحقق من الخصائص الفريدة للمياه في هذه الصفحة أو اكتشف خصائص الماء المكتشفة مؤخرًا في هذه المقالة.

هذه المقالة جزء من نسختنا الخاصة عن الماء. لقراءة المزيد ، تحقق من إصدارنا الخاص الصفحة الرئيسية!


شاهد الفيديو: سر البروتين العالي في أول وجبة. لجسم مثالي و طاقة طول اليوم (أغسطس 2022).