MEMBRANE TRANSPORT Hery Purnobasuki

MEMBRAN PLASMA

- Merupakan transport nutrient, ion dan substansi sekretoris dari satu sisi ke sisi lain dari membran sel. - Dinamika perlintasan molekul dalam membran

PRINSIP TRANSPORT MEMBRAN Permeabilitas relatif bilayer lipid sintetik terhadap perbedaan klas molekul

KOEFISIEN PERMEABILITAS Koefisien permeabilitas (cm/sec) untuk beberapa molekul yang melintasi bilayer lipid sintetik

Perbandingan antara transport pasif dan transport aktif

PENGANGKUTAN MOLEKUL KECIL Bergantung apakah sel memerlukan energi atau tidak Passive transport A. Difusi sederhana Pengangkutan paling sederhana yang tidak memerlukan bantuan

Molekul menyebar untuk mencapai kesetimbangan

Perubahan-perubahan sel pada berbagai konsentrasi larutan

Molekul-molekul tak bermuatan Gas O2, N2 dapat mudah berdifusi melalui membran karena tak bermuatan sehinga mudah berinteraksi dengan air Molekul-molekul hidrofobik juga mudah melalui membran Ion - Tidak menembus membran karena bermuatan dan berlapisan solvation

B. Difusi terfasilitasi - Molekul berdifusi secara bebas namun dengan bantuan molekul lainnya - Laju difusi proporsional terhadap konsentrasi difusi molekul, semakin banyak molekul semakin banyak pula yang berdifusi per unit waktu - Laju difusi dibatasi kemampuan molekul yang membantu.

PASSIVE TRANSPORT: FACILITATED DIFFUSION Facilitated diffusion is the diffusion of a substance across a membrane. It is "facilitated" because a transport protein in the membrane enhances the transport of the substance across the membrane. The involvement of the transport protein makes facilitated diffusion a type of carrier-mediated transport, although it is passive. Note: The transport membrane is specific to the substance being transported, that is, it only transports that substance. Glucose, which is needed in large amounts by cells for energy, is one substance commonly transported into cells by facilitated diffusion.

PROTEIN CHANNELS - Bentuk sederhana dari fasilitator transport membran adalah ion channel - Channel umumnya berupa peptida sederhana atau protein kecil yang permukaan luarnya hidrofobik dan permukaan dalamnya hidrofilik. Contohnya: gramicidin - Beberapa channel membentuk struktur kompleks dan mempunyai gerbang (gate) yang akan membuka akibat respon terhadap rangsangan kimia (fosforilasi) atau elektrik

ION CHANNEL GATED

CARRIERS Lebih kompleks dari channel, dan merupakan pembawa protein seperti glukosa permease eritrosit Molekul terangkut (glukosa) menurunkan gradien konsentrasinya.

2. Active transport Dibantu pompa proton yang menggerakkan substansi dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi. Membutuhkan energi sehingga disebut aktif

POMPA Na/K ATPase - Enzim menyediakan energi dari hidrolisis ATP - Fungsi Na/K ATPase adalah untuk mengatur gradien elektrokimia dari membran - Cara kerjanya dengan memompa Na keluar sel dan memompa K masuk ke dalam sel - Pengaruhnya menimbulkan potensial kimia yang mengandung dua konsentrasi gradien (Na dan K), seperti halnya potensial listrik karena muatan 3+ dipompa keluar sedangkan 2+ ke dalam. Sehingga tercipta potensial negatif dalam sel

POMPA Na+ K+ PADA MEMBRAN PLASMA Na+ K+ ATPase. Keaktifan protein carrier memompa Na+ keluar dan K+ masuk dalam sel

ATPase TRANSPORT PADA BAKTERI Sistem transport auxilliary yang berhubungan dengan ATPase transport pada bakteri double membran Skema double membran pada E. Coli

COTRANSPORT: Transport berpasangan - Dua molekul berpindah secara bersamaan, satu sebagai penumpang dan yang lainnya pemandu/ sopir. Pemandu berdisfusi menurunkan gradien elektrokimianya, namun itu tidak dilakukan kecuali ada penumpang - ATP tidak terlibat langsung, tapi mengatur gradien elektrokimia yang digunakan oleh pemandu

Symport Penumpang dan sopir diangkut pada arah yang sama Symport Na-glukosa terjadi di usus, dari rongga usus ke dalam sel-sel usus

TRANSPORT TRANSELULAR PADA SEL EPITHEL INTESTIN Transport transeluler glukosa yang melintasi sel epithel intestin

Transport glukosa dalam usus

Antiport Penumpang dan sopir diangkut pada arah yang berlawanan Ca-Na antiport terjadi dalam jaringan otot jantung Pompa proton yang populer: H-lactose symport pada E. coli, Ca-H antiport, sucrose-H antiport pada vakuola sel tumbuhan

PROTEIN TRANSPORT PADA MEMBRAN Skema 2 klas protein transport membran

PROTEIN CARRIER DAN TRANSPORT MEMBRAN AKTIF 3 macam transport yang diperantarai protein carrier

TRANSPORT MOLEKUL-MOLEKUL BESAR Merupakan mekanisme transport membran dengan cara engulfing materi dan membentuk vesikula internal Pengambilan bahan melalui mekanisme endositosis, sedangkan pengeluaran bahan melalui mekanisme eksositosis

EKSOSITOSIS - Vesikula transport berfusi dengan membran plasma - Digunakan untuk sekresi protein hormon (insulin), serum protein, matriks ekstraseluler (kolagen)

1. Terminal nervioso 2. Vaina de mielina 3. Citoesqueleto 4. Vesículas sinápticas inmaduras 5. Vesículas sinápticas maduras (aptas para la exocitosis) 6. Vesículas sináptica en exocitosis 7. Neurotransmisor 8. Espacio sináptico 9. Membrana presináptica 10. Eudosoma 11. Vesícula sináptica en recuperación con halo de clatrina 12. Canales de calcio dependiente de voltaje 13. Filamento de actina del citoesqueleto al cual se unen las vesículas cuando el terminal está en reposo 14. Vesículas ubicadas en el sitio activo 15. Sinaptobrevina 16. Sinaptotagmina 17. Sintaxina 18. Complejo SNARES 19. Activación de sinaptotagmina por calcio 20. Complejo calcio-sinaptotagmina cataliza la fusión de la membrana vesicular con la del terminal

ENDOSITOSIS - Terutama terjadi pada sel-sel hewan, karena sel tumbuhan berdinding kaku - Sel membentuk pseupodia yang menelan makromolekul, lalu berfusi dan lepas dari membran membentuk vesikula internal dan menuju lisosom

Kinetics of agonist-promoted endocytosis for distinct GPCR Kinetics of agonist-promoted endocytosis for distinct GPCR. The internalization is followed by immuno-fluorescence using HA- or Myc-epitopes fused to the amino-termini of the β2-adrenergic, V2-vasopressin and δ-opioid receptors.

RECEPTOR MEDIATOR ENDOSITOSIS Pengambilan kolesterol: LDL dikenali reseptor  reseptor mengumpul  clathrin mengikat ujung reseptor di bagian dalam membran  membran lepas membentuk vesikula yang berlapis clathrin  clathrin semakin berkurang membentuk vesikula tak berlapis (endosom)  berfusi dengan vesikula CURL  pH rendah melepas reseptor  reseptor didaur ulang di membran

Reseptor LDL, terdiri atas LDL binding site yang menghadap ke ekstraseluler dan LDL coated-pit binding site di permukaan sitosolik berasosiasi dengan protein yang menyelubungi coated pit. (A) Reseptor normal; (B) Sel mutant dengan reseptor LDL abnormal yang dapat mengikat LDL tetapi tidak dapat mencerna (ditemukan pada 1 di antara 500 individu)

FAGOSITOSIS Pemindahan dari bahan asing atau sel mati oleh sel-sel imun merupakan bentuk endosistosis Contoh fagositosis adalah makrofag yang membatasi pembuluh darah dari hati dan menelan organel tua; monosit menembus jaringan yang rusak dan memindahkan bakteri yang menyerang

PINOSITOSIS

Fusi membran virus AIDS CD4 glikoprotein dari sel T mengenali glikoprotein virus (gp120)  membran virus berfusi dengan membran sel T  nucleocapsid memasuki sel, menghasilkan lebih banyak nucleocapsid  berfusi dengan sel T yang terinfeksi membentuk multinucleate synctium, yang merupakan respon imun inactive

TRANSMISI PADA NEUROMUSKULAR

3 KELAS PROTEIN RESEPTOR PADA PERMUKAAN SEL Ion-channel-linked receptor G-protein-linked receptor Enzyme-linked receptor

G-protein dan Enzyme linked receptor

?