Transportproteïnen

Transportproteïnen zijn membraanproteïnen die de beweging van moleculen en ionen door biologische membranen mogelijk maken. Ze regelen wat de cel binnenkomt en verlaat en dragen bij aan ionenbalans, osmotische homeostase, voedingsopname en signaaltransductie. Transport kan passief plaatsvinden langs een gradiënt of actief, met gebruik van energie.

De belangrijkste klassen zijn kanalen en transporters. Kanalen vormen hydrophiele poriën die selectief ionen of water doorlaten; ze kunnen in open of gesloten staat verkeren en reageren op stimuli zoals spanning, ligandbinding of temperatuur. Transporters binden hun substrate en ondergaan conformatiemodellen zoals alternerende toegang om moleculen langs een gradient te verplaatsen. Binnen actief transport onderscheiden we primaire actief transport (gebruik van ATP door pompen zoals P-type en ABC-transporters) en secundaire actief transport (symporters en antiporters die energie halen uit een andere gradient, meestal Na+).

Structuur en mechanisme: Transportproteïnen bestaan vaak uit meerdere transmembrane helices en hebben selectiviteitsfilters of poorten. Kanalen tonen gating en selectiviteit, terwijl carriers cyclische conformationele veranderingen ondergaan. Aquaporines vormen waterkanalen; andere kanalen en pompen regelen ionenstromen en metabolische transporten.

Voorbeelden en functies: Na+/K+-ATPase pompt Na+ uit en K+ in tegen hun gradient; CFTR is een chloridekanaal dat Cl− doorlaat; bij cystische fibrose is dit kanaal defect; GLUT-eiwitten fungeren als faciliterende glucose-transporters; SGLT1 is een Na+-glucose symporter in darm en nier; aquaporines leveren snelle waterdoorlaat; vele ionkanalen (bijv. Kv-kanalen) oefenen elektrische signaaloverdracht uit in zenuw- en spiercellen.

Belang voor gezondheid en onderzoek: transportproteïnen zijn cruciaal voor stofwisseling, zenuwfunctie en homeostase. Defecten leiden tot ziekten zoals cystische fibrose (CFTR) en andere channelopathies; transporters zijn belangrijke drugtargets en onderwerp van structureel-biologisch onderzoek met technieken als cryo-EM, X-ray kristallografie en reconstitutie in proteolipomen.