Orientamento delle molecole di
colesterolo in un doppio strato lipidico
Una cellula animale contiene fino al 50%
in molarità di colesterolo rispetto al totale dei lipidi di membrana
Il colesterolo ha l’effetto di ridurre la fluidità di membrana a temperature
superiori alla Tm, e di aumentarla a temperature inferiori alla Tm
Gli steroli diminuiscono anche la permeabilità di un doppio strato lipidico
agli ioni e alle piccole molecole polari
Le membrane plasmatiche dei
procarioti non contengono steroli ma molecole
di opanoide che sono rigide e fortemente idrofobe
Zattere lipidiche osservate con il microscopio a forza atomica
Microdomini di membrana caratterizzati da elevati livelli di colesterolo e glicosfingolipidi (con
code di acidi grassi più lunghe e più sature)
Ruolo nella segnalazione cellulare
«ZATTERE LIPIDICHE» meno fluide
Principali classi di proteine di membrana
Segmento transmembrana alfa elica di 20-30 residui con R idrofobi,
nelle porine foglietto a barile beta
Batteriorodopsina di Halobacterium è stata la prima proteina di membrana ad essere cristallizzata ed analizzata (1975) da
Nigel Unwin e Richard Henderson
Analisi di idropatia di una proteina integrale di membrana
Funzioni delle proteine di membrana
- Enzimi
- Trasportatori di elettroni
- Trasportatori di molecole, proteine canale
- Recettori per segnali chimici
- Proteine coinvolte nell’adesione fra cellule
e con la matrice extracellulare
Molte proteine di membrana sono
glicosilate
Esempi di carboidrati presenti nelle glicoproteine
Glicocalice di una cellula di epitelio intestinale
Esperimento di Frye e Edidin (1970)
Trasporto di soluti attraverso membrane selettivamente permeabili
Passaggio di molecole attraverso la membrana
DIFFUSIONE FACILITATA
proteina trasportatrice
proteina canale
La concentrazione di glucosio nel sangue è 60-90 mg/100 ml, 3,6-5 mM.
La concentrazione di glucosio nelle cellule varia tra 0,5-1 mM.
GLUT1 è una proteina integrale di membrane che attraversa 12 volte il doppio strato.
Aumenta di 50000 la velocità di trasporto.
I trasportatori sono proteine allosteriche che si alternano tra due stati conformazionali, simili agli
enzimi per specificità e cinetica di saturazione (iperbole).
Le proteine carrier sono soggette ad inibizione competitiva.
La proteina scambiatrice di anioni riveste
un ruolo cruciale nel
processo mediante il quale
l’anidride carbonica è trasportata ai polmoni.
Proteine canale
Osmosi
Diffusione dell’acqua attraverso le membrane biologiche
Le membrane
biologiche sono
“semipermeabili”
Comportamento di cellule animali e vegetali in soluzioni
a diversa concentrazione salina
L’importanza della parete rigida di cellulosa
OSMOSI: particolare tipo di diffusione, movimento di solvente (acqua)
attraverso una membrana semipermeabile
PRESSIONE OSMOTICA: tendenza dell’acqua pura a muoversi verso la
soluzione per osmosi
TRASPORTO ATTIVO
ATPasi
•
•
•
•
Tipo P
Tipo V
Tipo F
ABC
Le ATPasi di tipo F mostrano che l’ATP può essere usato per generare e mantenere
i gradienti ionici ma tali gradienti possono essere utilizzati pper sintetizzare ATP.
ATPasi di tipo P (fosforilazione a livello di un residuo di Asp)
[K+]est/[K+] int 35:1
[Na+] est/[Na+ ]int 0,08:1
Contribuisce al mantenimento del potenziale di membrana
Pompa H+/K+ ATPasi
pompa elettroneutra nelle cellule epiteliali parietali della
mucosa gastrica
responsabile dell’acidificazione del succo gastrico
La secrezione acida delle cellule parietali gastriche è
controllata da segnali ormonali associati alla assunzione di
cibo stimolando la produzione di istamina
Il trasporto attivo possiede, a differenza di quello passivo, una direzionalità intrinseca.
