Kuljetusproteiinit

Kuljetusproteiinit ovat solukalvon proteiineja, jotka mahdollistavat aineiden siirtymisen solujen sisään ja ulos sekä solujen sisäisten kalvojen välillä. Ne säätelevät ionien, ravintoaineiden, vesiliuosten sekä jätetuotteiden kulkua ja ylläpitävät solun tilavuutta, pH-arvoja sekä sähköistä potentiaalia. Ne ovat keskeisiä solujen homeostaasissa ja viestinnässä.

Kuljetusproteiineja voidaan pääosin jakaa kahteen ryhmään: kanavaproteiineihin ja kuljettajaproteiineihin. Kanavat muodostavat käytävän kalvon läpi, ja aineet kulkevat passiivisesti gradientin mukaan. Näihin kuuluvat ionikanavat ja aquaporinit, joiden avaaminen ja sulkeutuminen on reguloitua (gateeraus). Kuljettajaproteiinit sitoutuvat substraattiin ja muuttavat konformaatioitaan siirtääkseen aineen kalvon läpi; ne voivat toimia fasilitoidun diffuusion kautta tai aktiivisesti energian avulla.

Aktiivinen kuljetus siirtää aineita vastoin tai suurimman osan gradienttia käyttämällä energiaa. Primaarinen aktiivinen kuljetus käyttää ATP:a (esim. Na+/K+-pumppu, H+-ATPasi). Toissijaisesti aktiivinen kuljetus hyödyntää olemassa olevaa gradienttia (symportit ja antiportit, kuten Na+-glukoosi-symportti). ABC-transporterit muodostavat suuria perheitä, jotka käyttävät ATP:a siirtääkseen monimutkaisempia substraatteja.

Rakenne ja säätely: useimmat kuljetusproteiinit ovat integraalimikropit proteiineja kalvossa, joilla on useita transmembraanisia heliksiä; joidenkin poriineja rakenne on beta-lakkainen. Toimintaa säätelevät porttien avaaminen, ligandin sitoutuminen sekä lipidien koostumus ja proteiinien vuorovaikutukset. Ilman oikeaa säätelyä kuljetusprosessi voi hidastua tai virheta.

Merkitys ja sairaudet: kuljetusproteiinit ovat elintärkeitä hermosolujen signaalin jatkuvuudelle, ravinteiden uptakeille sekä jätteenpoistolle ja lääkeaineiden farmakokinetiikalle. Häiriöt voivat johtaa sairauksiin; CFTR:n virheet aiheuttavat cystic fibrosis, ja ionikanavien toimintahäiriöt liittyvät useisiin perinnöllisiin kanavatauteihin.