PROTEIN TRANSPORTER MEMBRAN: FUNGSI DAN JENIS - BIOLOGI - 2025

The transporter membran adalah protein membran integral khusus dalam melaksanakan transportasi spesifik ion dan molekul kecil larut kedua sisi membran sel.

Karena molekul-molekul ini tidak dapat dengan sendirinya melintasi jantung hidrofobik lapisan ganda lipid, protein ini memungkinkan sel untuk: memelihara lingkungan yang ditentukan secara berbeda, mencerna nutrisi, mengeluarkan produk limbah metabolisme, dan mengatur konsentrasi ion dan molekul.

Protein transporter membran. Oleh Emma Dittmar - Karya sendiri, CC BY-SA 4.0, https: //commons.wikimedia.org/w/index.php? Curid = 64036780

Protein transporter telah diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar: saluran dan transporter. Transporter secara khusus mengikat molekul yang akan diangkut dan menjalani perubahan konformasi untuk dapat memobilisasi mereka. Pada gilirannya, saluran tidak mengikat molekul, melainkan membentuk terowongan tempat mereka bergerak bebas, hanya dikecualikan oleh jari-jari molekulnya.

Selain klasifikasi ini, ada klasifikasi lain yang memperhitungkan jumlah molekul yang akan diangkut, ke arah mana mereka diangkut, ketergantungan atau tidak pada energi dan sumber energi yang mereka gunakan.

Transportasi melintasi membran sel

Sintesis membran adalah peristiwa evolusi terakhir yang memunculkan sel.

Tentunya semua membran sel merupakan penghalang yang melawan jalan bebas ion dan molekul ke dalam dan ke luar sel. Namun, mereka harus mengizinkan masuknya mereka yang penting untuk operasi mereka serta keluarnya limbah.

Oleh karena itu, perdagangan molekul di kedua arah dilakukan secara selektif. Dengan kata lain, sel memutuskan siapa yang diizinkan masuk atau keluar dan pada jam berapa.

Untuk mencapai hal ini, digunakan adanya protein transmembran khusus yang berfungsi sebagai saluran atau gateway, yang disebut transporter membran.

Sekitar 20% dari gen dalam kode sel untuk protein transporter membran ini. Ini memberi kita gambaran tentang relevansi transportasi untuk fungsi sel.

Dalam pengertian ini, studi tentang protein-protein ini sangat penting baik dalam identifikasi target kemoterapi, serta kemungkinan alat transportasi obat ke dalam sel target.

Fungsi transporter membran

Transporter seluler bertanggung jawab untuk mentransfer zat terlarut yang bersifat organik dan anorganik melalui membran sel.

Transfer ini dilakukan secara khusus hanya pada saat sel membutuhkannya untuk:

- Menjaga gradien elektrokimia sel, penting untuk kinerja fungsi vital seperti produksi energi yang diminta oleh sel dan respons terhadap rangsangan dalam membran yang terangsang.

- Ambil makro dan mikronutrien dari medium yang diperlukan untuk menyediakan sel dengan monomer yang akan membentuk kerangka makromolekul penyusunnya (asam nukleat, protein, karbohidrat dan lipid).

- Menanggapi rangsangan dan karenanya berpartisipasi dalam proses pensinyalan seluler.

Jenis protein transporter membran

Pengangkut membran telah diklasifikasikan menurut jenis pengangkutan yang mereka lakukan menjadi dua kategori besar: saluran dan pengangkut.

Jenis protein transporter membran. Oleh LadyofHats (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], dari Wikimedia Commons.

Protein saluran

Protein saluran memediasi transpor pasif molekul air, serta berbagai jenis ion tertentu. Jenis transpor ini tidak memerlukan energi untuk dilakukan dan terjadi secara spontan demi gradien konsentrasi molekul yang akan diangkut.

Nama saluran disebabkan oleh fakta bahwa struktur yang diperoleh protein ini menyerupai terowongan, yang melaluinya banyak molekul terjadi secara simultan yang dipilih berdasarkan jari-jari molekulnya. Karena alasan inilah transporter ini dapat dianggap sebagai ayakan molekuler.

Di antara fungsi yang terkait dengan transporter ini adalah pembuatan, pemeliharaan, dan gangguan gradien elektrokimia melintasi membran sel.

Namun, banyak saluran lain bergantian antara keadaan terbuka dan tertutup sebagai respons terhadap kedatangan atau penghilangan rangsangan tertentu.

Rangsangan semacam itu dapat bersifat listrik dalam saluran yang bergantung pada tegangan, bahan kimia dalam saluran yang bergantung pada ligan, atau fisik dalam saluran yang merespons perubahan mekanis seperti tegangan atau regangan.

Konveyor

Protein transporter juga disebut pembawa atau permes. Mereka menggunakan gradien elektrokimia untuk melakukan pengangkutan ke satu atau sisi lain membran.

Jenis protein transporter ini dapat memediasi dua jenis transportasi. Transpor pasif yang difasilitasi dari sebuah molekul dalam satu arah dan menuruni gradien konsentrasi atau transpor dua molekul yang berbeda.

Pada gilirannya, transportasi ke arah yang sama dilakukan oleh simporter dan berlawanan arah oleh anticarrier.

Di sisi lain, tidak seperti saluran, yang memungkinkan lewatnya banyak molekul secara bersamaan, transporter hanya memungkinkan lewatnya terbatas dan spesifik dari sejumlah molekul tertentu. Untuk memastikan ini, mereka memiliki situs pengikatan khusus.

Dalam kasus ini, setelah molekul terikat ke transporter, transporter mengalami perubahan konformasi yang mengekspos situs pengikatan ke sisi lain membran, sehingga mendukung transpor.

Ketergantungan pada perubahan struktural pada protein pembawa ini memperlambat laju pengangkutan molekul.

Jenis konveyor

Berdasarkan ketergantungan atau tidaknya energi untuk melakukan transpor, protein transporter dapat diklasifikasikan menjadi: transporter fasilitator pasif dan transporter aktif.

- Konveyor fasilitasi pasif

Transporter fasilitator pasif tidak memerlukan suplai energi dan melakukan pengangkutan molekul dari zona konsentrasi tinggi ke zona konsentrasi rendah.

- Pengangkut fasilitasi aktif

Sebaliknya, transporter aktif membutuhkan masukan energi untuk memindahkan zat melawan gradien konsentrasinya. Mekanisme ini merespons proses pengangkutan aktif.

Konveyor Utama (pompa)

Pompa melakukan pengangkutan ion dan molekul ke media intraseluler dan ekstraseluler, menggunakan mekanisme transpor aktif primer.

Artinya, mereka menggunakan energi dari hidrolisis ATP untuk membuat "pergerakan ion dan molekul yang menanjak" menjadi proses yang menguntungkan secara energik.

Salah satu fungsi yang terkait dengan jenis transporter ini adalah pembentukan karakteristik medium asam internal dari lisosom sel hewan, vakuola sel tumbuhan dan lumen lambung.

Transporter aktif sekunder

Transporter ini memanfaatkan energi yang dilepaskan selama cotransport ion yang mendukung gradien elektrokimia untuk dapat mentranspor molekul lain melawan gradien konsentrasinya. Dengan kata lain, mereka melakukan transpor aktif sekunder molekul.

Referensi

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. 2002. Molecular Biology of the Cell, edisi ke-4. New York: Ilmu Garland.
2. Bennetts HS. Konsep aliran membran dan vesikulasi membran sebagai mekanisme transpor aktif dan pemompaan ion. J BiophysBiochemCytol. 1956; 25: 2 (4 Suppl): 99-103.
3. Oparin AI, Deborin GA. Model transpor aktif protein melalui membran lipid. Ukr Biokhim Zh. 1965; 37 (5): 761-768.
4. Schneider M, Windbergs M, Daum N, Loretz B, Collnot EM, Hansen S, Schaefer UF, Lehr CM. Melintasi hambatan biologis untuk pemberian obat tingkat lanjut. Eur J Pharm Biopharm. 2013; 84: 239-241.
5. Seeger MA. Penelitian transporter membran dalam waktu struktur yang tak terhitung jumlahnya. Biochim Biophys Acta Biomembr. 2018; 1860 (4): 804-808.
6. Volpe DA. Tes transporter sebagai alat in vitro yang berguna dalam penemuan dan pengembangan obat. Ahli Penemuan Obat Opin. 2016; 11 (1): 91-103.
7. Wang F, Wang Y, ZhangX, Zhang W, Guo S, Jin F. Kemajuan terbaru dari peptida yang menembus sel sebagai pengangkut baru untuk pengiriman kargo intraseluler. J Control Release. 2014; 174: 126-136.