Transportproteine

Transportproteine sind Membranproteine, die den Durchtritt von Substanzen durch Zellmembranen ermöglichen. Sie binden ihre Substrate, verändern dabei ihre Form oder öffnen einen Kanal und erleichtern so den Transport von Ionen, Wasser, Nährstoffen oder Abbauprodukten. Sie kommen in den Plasmamembranen von Zellen verschiedener Organismen vor und tragen zur Aufrechterhaltung des Zellmilieus, zur Signalübertragung und zum Energiestoffwechsel bei.

Man unterscheidet Haupttypen nach dem Transportmechanismus: Kanalproteine bilden Poren, durch die Substrate passiv diffundieren können (erleichterte Diffusion), während Carrier- oder Transportproteine Substrate binden und durch Konformationswechsel verschieben. ATP-abhängige Pumpen nutzen Energie, um Substrate gegen ihr Konzentrationsgefälle zu transportieren; bei sekundär aktiven Transportern wird die Energie aus der Bildung oder Nutzung eines vorhandenen Gradienten gewonnen, zum Beispiel aus dem Na+-Gradienten.

Beispiele umfassen Glukosetransporter (GLUT-Familie), die passiv Glukose befördern; Na+/K+-ATPase, die Ionengradienten erzeugt; Aquaporine, die Wasser durch Membranen leiten; und ABC-Transporter, die eine Vielzahl von Substraten, darunter Medikamente, transportieren. Transportproteine gehören oft zu größeren Familien wie SLC (Solute Carrier) oder ABC-Transporter-Familien und zeigen unterschiedliche Membranspannen, Substratspezifität und Regulation.

Bedeutung und Anwendungen: Transportproteine sind unverzichtbar für Nährstoffaufnahme, Nervensignale, Muskelkontraktion und osmotische Balance. Fehlfunktionen oder Mutationen können Krankheiten verursachen, und viele Transportproteine sind Zielstrukturen in der Pharmakologie, etwa bei der Entwicklung von Medikamenten, die Aufnahme, Verteilung oder Elimination beeinflussen.