MEMBRANE MEMBRANE TRANSPORTTRANSPORT

Hery Purnobasuki

MEMBRAN PLASMAMEMBRAN PLASMA

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

- Dinamika perlintasan molekul dalam membran

PRINSIP TRANSPORT MEMBRANPRINSIP TRANSPORT MEMBRAN

Permeabilitas relatif bilayer lipid sintetik terhadap perbedaan klas molekul

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

KOEFISIEN PERMEABILITAS

Perbandingan antara transport pasif dan transport aktif

PENGANGKUTAN MOLEKUL KECILPENGANGKUTAN MOLEKUL KECIL

Bergantung apakah sel memerlukan energi atau tidak

1. 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 DIFFUSIONFacilitated 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 CHANNELSPROTEIN 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 GATEDION CHANNEL GATED

CARRIERSCARRIERS

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 ATPasePOMPA 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 NaPOMPA Na+ + KK++ PADA MEMBRAN PLASMAPADA MEMBRAN PLASMA

Na+ K+ ATPase. Keaktifan protein carrier memompa

Na+ keluar dan K+ masuk dalam sel

ATPase TRANSPORT PADA BAKTERIATPase TRANSPORT PADA BAKTERI

Skema double membran pada E. ColiSistem transport auxilliary yang berhubungan dengan ATPase transport pada bakteri double membran

COTRANSPORT: COTRANSPORT: Transport berpasanganTransport 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 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 TRANSPORT TRANSELULAR PADA SEL EPITHEL INTESTINSEL EPITHEL INTESTIN

Transport transeluler glukosa yang melintasi sel epithel intestin

Transport glukosa dalam usus

Antiport 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 PROTEIN TRANSPORT PADA MEMBRANPADA MEMBRAN

Skema 2 klas protein transport membran

PROTEIN CARRIER DAN PROTEIN CARRIER DAN TRANSPORT MEMBRAN AKTIFTRANSPORT MEMBRAN AKTIF

3 macam transport yang diperantarai protein carrier

TRANSPORT MOLEKUL-MOLEKUL TRANSPORT MOLEKUL-MOLEKUL BESARBESAR

Merupakan mekanisme transport membran dengan cara engulfing materi dan membentuk vesikula internal

Pengambilan bahan melalui mekanisme endositosis, sedangkan pengeluaran bahan melalui mekanisme eksositosis

EKSOSITOSISEKSOSITOSIS

- 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

ENDOSITOSISENDOSITOSIS

- 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. 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 RECEPTOR MEDIATOR ENDOSITOSISENDOSITOSISPengambilan 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)

FAGOSITOSISFAGOSITOSIS

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

PINOSITOSISPINOSITOSIS

Fusi membran virus AIDSFusi 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 NEUROMUSKULARTRANSMISI PADA NEUROMUSKULAR

3 KELAS PROTEIN RESEPTOR 3 KELAS PROTEIN RESEPTOR PADA PERMUKAAN SELPADA PERMUKAAN SEL

• Ion-channel-linked receptor• G-protein-linked receptor• Enzyme-linked receptor

G-protein dan Enzyme linked receptor

??