Biochemie 2

Eukaryontische Zellen haben eine sehr niedrige Ca2+-Konzentration im
Cytosol (10-7 M) im Gegensatz zum endoplasmatischem Retikulum (10-2 M) und dem

extrazellulären Raum (10-3M) 

• Alpha-Untereinheiten wichtig für den Transport. Besitzt Bindungsstelle für ATP (N-Domäne),  Phosphorylierungsstelle (P-Domäne, mitte unten) und A- Domäne, welche Transmembrandomänen miteinander verbindet

• Beta-Untereinheit: ist notwendig für Proteinfaltung, hat aber keine

Funktion beim Ionentransport 

3. Membrankanäle

• schneller Transport von Wasser, spezifischen Ionen und kleinen hydrophile Molekülen

• passiv entlang eines Konzentrationsgradienten oder elektrischen Potentials

• Membrankanäle bilden einen hydrophilen Kanal über die Membran

• Kanäle, die vorwiegend geöffnet sind nennt man nongated (gate=Tor) Kanäle (z.B. Gap Junctions)

• Aber die meisten Ionenkanäle öffnen sich allerdings nur durch ein chemisches (z.B. Ligand) oder eine elektrisches Signal. Diese Kanäle bezeichnet man als gated .

• sehr selektiv auf den Typ des Moleküls, welches transportiert wird z. B. Na+ und K+ Kanal. 

Ruhepotential:

Tierische Zellen haben natürlicherweise eine unterschiedliche Ladung innerhalb und Ausserhalb der Membran. (-60 bis -90 mV)

Aktionspotential (-60 bis +30mV)

-Bestehend aus nongated- Kaliumkanälen ( K-Leck-Kanäle ) Nongated, weil nicht durch Ligand ausgelöst

-Natriumkanal während depolimerisationsphase in inaktivem Zustand, durch verschliessung der Poren mit Inaktivierungstor

- 5. Refraktärzeit (= Zeit bis ein Zelle wieder erregbar ist), Na + und K + werden aus der Zelle gepumpt: Das Ruhepotential wird unterschritten, weil zu viel Na+ und K+ nach aussen gepumpt werden

Aufbau: 

ca. 2000 AS/ 4 Transmembrandomänen (formen Porenform, durch welches Na+ fliesst)

1. Im geschlossenen Zustand spannungsensitive Alpha Helix (pos. Ladung an jedem 3. Seitenrest) auf neg. geladner Seite (Cytosol). Gating Element blockiert Kanal. Keine Einströmung von Na+ in Zelle.

2.  Kleine depolarisation der Membran --> Alpha Helix nach aussen--> Konformationsänderung im gating Segment --> Kanal offen

3. Alpha Helix kehrt wieder in geschl. Zustand zurück--> Inaktivierungssegment schliesst Kanal und Einströmung von Na+ stoppt

4. . Sobald die Membran repolarisiert wird das Inaktivierungssegment vom Kanal gelöst und der Ionenkanal kehrt wieder in sein geschlossenes, aber aktivierbares Stadium zurück.

Aufbau homolog zum Na+ Kanal

Nongated K-Kanals besteht aus  Tetramer (4 identischen Untereinheiten, je ca. 600 AS)

Funktionsweise ähnlich wie Na+ Kanal

-Ionen besitzen in wässriger Lösung Hydrathülle

-Hydratisierte Ionen gelangen so nicht durch Poren des Ionenkanals, weil Durchmesser an engsten Stelle nur wenig grösse als zu transportierendes Ion. Voraussetzung von Ionenfluss ist dehydration

-Interaktion des Ions in der Poren mit Carbonylsauerstoff des P-Segements

-Für erfolgreiche Dehydratisierung muss Hydratiosationsenergie durch Bindungsenergie in Pore ersetzt werden.

Für Dehydratisation muss Bindungsenergie grösser sein als Hydratisationsenergie!

-K+ Kanal zu gross für Na+ Kanal, kann nicht interagieren mit  Carb.. des P-Segement