AKTF TRANSPORT SSTEMLER Prof Dr Hafize UZUN Aktif

AKTİF TRANSPORT SİSTEMLERİ Prof. Dr. Hafize UZUN

Aktif Transport n n n Doygunluk kinetiği Özgünlük İnhibisyon Konsantrasyon gradyanına karşı Enerji harcamı var !

Aktif transport tipleri n n ü ü ü Primer aktif transport Sekonder aktif transport Na+/glukoz simportu Na+/amino asid simportu Ca 2+/ Na+ antiportu

n n n Glukoz, Na+-bağımlı glukoz taşıyıcısı 2 (SGLT 2) ile renal proksimal tubüllerdeki epitel hücreleri içine reabsorbe edilir. Böbrek tübülüs hücrelerinde de bağırsak epitel hücrelerinde olduğu gibi Na+-glukoz taşıyıcı proteinlerin yanı sıra, Na+-amino asit taşıyıcı proteinleri de bulunmaktadır. Bu taşıyıcılar aracılığıyla Na+ ile birlikte amino asitler simport mekanizmayla hücreler içine taşınmaktadır. Na+ gradiyentinin yürütücü gücü, amino asitlerin hücre içine sekonder aktif taşınarak reabsorbsiyonunu sağlar (Na+/amino asid simportu, sekonder aktif transport).

n n Kalp kası miyozitlerinden Ca 2+’un hücre dışına atılımı ve Na+’un hücre içine girmesi antiport sistemle (Ca 2+/Na+ antiportu) sekonder aktif transportla sağlanmaktadır. Bağırsaklardan CI‾ emilimi, tiroid bezine iyot girişi de sekonder aktif transportla gerçekleşir.

Primer aktif transport mekanizmaları ATP az’lar n ü ü ü F-ATPaz : H+-ATPaz mitokondri iç membranı, Fo. F 1 ATPaz, ATPsentezi, H+ elektrokimyasal gradyanı oluşturur ve kullanır. enerji kenetleyen faktörler V-ATPaz : H+-ATPaz lizozom, endozom, Golgi ve salgısal vesiküllerin asidlendirilmeleri plazma membranı: kemiğin yeniden şekillenmesi, idrarın asidlendirilmesi vakuolar

n ü ü ü n P-ATPaz Siklik fosforilasyon/defosforilasyon, vanadat inhibisyonu Na+/K+-ATPaz : hücrelerin plazma membranlarında, böbrek ve kalp, istirahat durumundaki enerji harcamının %25 i H+/ K+-ATPaz: mide, parietal hücre Ca 2+ -ATPaz: sarkoplazmik retikulum ve endoplazmik retikulum Ca 2+ -ATPaz: plazma membranı, sarkoplazma Cu 2+ -ATPaz: plazma membranı ve sitoplazmik vesiküller, barsaktan absorbsiyon ve karaciğerden atılım ABC Transport proteinler

Na+K+ ATPaz’ın inhibisyonu n n n Kardiyak glikozidler: Digoksin, ouabain Kronik kalp yetersizliği Na+/ K+-ATPaz intrasellüler Na+/ Ca 2+antiportu Sitoplazmik Ca 2+ Kalp kası kuvvetli kasılır.

ABC Transport Proteinler-1 n n n ABC : ATP-binding casette ATP bağlayıcı bölgeleri çok iyi korunmuş proteinler: >30 ; 8 aile substrat spesifisiteleri geniş, iyonlar, ağır metaller, şekerler, ilaçlar, amino asidler, peptidler ve proteinler kanal, transport protein veya reseptör

ABC Transport Proteinler-2 n ü ü ü n n P*-glikoproteinler (*permeabilite), plazma membranı Çok çeşitli hidrofobik ilaç ve doğal lipid analoglarının (fosfatidil kolin) ksenobiyotiklerin hücre dışına transportu Multidrug resistance associated proteins (MRPs): Aşırı sentez tümör hücrelerinin ilaçlara karşı direnci ! Kolesterolün hücre dışına transportu, safra asidlerinin karaciğer kanaliküler membrandan transportu Sulfonilüre reseptörü: ATP’e duyarlı K+kanalı ATP / sulfonilüre bağlanması kanalı kapatır depolarizasyon, Ca 2+ ve insülin salgılanır. Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR)

Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) n n ABC transport protein ailesinin bir üyesi Cl- için spesifik bir iyon kanalı: Hava yolları ve mide-barsak sistemi eksokrin bezlerinde epitel h. apikal memb. dan tuz ve sıvı geçişini sağlar 5 alt-birim: 2 transmembran, 2 ATP bağlayıcı, 1 düzenleyici (c. AMP bağımlı) ATP bağlayıcı alt-birimde Phe 508 delesyonu kanal disfonksiyonu Kistik fibroz

Grup translokasyonu: Gama glutamil siklusu Beyin ve böbrek , barsak epitel hücreleri n Gama glutamil transpeptidaz (GGT) ve GSH n Amino asidlerin sekonder aktif transportlarına göre daha çok enerji ! 3 ATP/amino asid n Hızlı ve yüksek kapasiteli ! n Prolin dışında diğer amino asidler n

Endositoz Ø Ø n ü ü Endositik vesikül oluşumu Enerji (ATP), Ca 2+(hücre dışı), kontraktil elem. Fagositoz: makrofaj ve granülositler Virus, bakteri, hücre. . . . Pinositoz sıvı faz: seçici değil absorptif: reseptör aracılı (klatrin kaplı çukur)

Eksositoz n ü ü ü Genellikle hormonal uyarı sonucunda hücre içinde [Ca 2+] artışı ile tetiklenir. Periferik proteinler Ekstrasellüler matriks komponentleri Hormonlar, nörotransmitterler

Hücrelerarası haberleşme n ü ü n Gap junction: komşu iki hücrenin plazma membranlarına transmembran yerleşmiş olan kanallar 12 -20 A 0 konneksin: 12 alt-birim, 6/hücre kanal normal koşullarda açık ! kapanma: Ca 2+, p. H, Vm iyonlar ve metabolitler geçer, proteinler geçemez Nuklear Porlar 90 A 0 , büyük moleküller (RNA)

Reseptörler n n n Sinyal iletimi Transport: reseptör aracılı endositoz Antikor oluşumu: antijenik uyarı ile B-lenfositlerinin plazma hücrelerine dönüşümleri

Reseptörler Hücre yüzeyi reseptörleri Hidrofilik yapılı uyaranlar (Nörotransmitter, hormon ve sitokinler) ü Sinyal transdüksiyonu § Hücre içi reseptörler Lİpofilik yapılı hormonlar n

Başlıca Sinyal Transdüksiyon Mekanizmaları

Hücre yüzeyi reseptörleri n n n n 7 transmembran (alfa-heliks), G-protein kenetli res. Efektör: adenilat siklaz, fosfolipaz C, iyon kanalları (Na+, K+Ca 2+, Cl-), c. GMP fosfodiesteraz (PDE) (ßadrenerjik agonistler) İyon kanal res. (ligand kapılı) (asetil kolin) Tirozin kinaz akt. res. (intrinsik) (insülin) Tirozin kinaz akt. protein ile ilişkili res. (GH) Guanilat siklaz akt. res. (intrinsik) (ANP) Serin-treonin kinaz akt. res. (intrinsik) (TGF-ß) Tirozin fosfataz akt. res. (intrinsik) (CD 45) Ölüm domeni taşıyan res. (TNF- α)

Hormon reseptörleri n n n n n Protein molekülleri, glikoproteinler: hedef doku Karbohidrat komponenti: özgüllük Ligandı tanıma ve bağlama (non-kovalan ve geri dönüşümlü) L+R LR Ka=1/Kd ~ ilgi Ligand ile tetiklenen konformasyonel değişim (geri dönüşümlü) Kalitatif ve kantitatif özelliklerde gereksinimlere göre değişim ! Reseptörler arası + ve – kooperatif etkileşimler ilgide değişim! regülasyon (internalizasyon/inaktivasyon) ve regülasyon Homolog ve heterolog regülasyon Biyolojik etki : [LR] ve post-reseptör mekanizmalar

Reseptörler: Transport

Reseptör aracılı endositoz n n Reseptör aracılı endositoz HASTALIK Virus Karaciğer hücreleri Hepatit Virus Motor nöronlar Poliomyelit Virus T hücreleri AIDS

Reseptörler : Antikor oluşumu

Membran akışkanlığı ile ilişkili hastalıklar n ü ü ü n n n Ø Ağır karaciğer hastalığı (Alkolik siroz): plazma kolesterol eritrosit membranında kolesterol akışkanlık eritrosit yüzeyi dikenli bir görünüm alır eritrositler dolaşımdan erken uzaklaştırılır spur cell anemia Alkol: Sinir hücrelerinde membran akışkanlığını (reseptörler, iyon kanalları) etkiler. Toksik ! Abetalipoproteinemi: Hücre membranlarında sfingomiyelin fosfatidil kolin akışkanlık Anestetikler: lipidlerde çözünür, akışkanlığı arttırırlar.

Membran transport sistemleri ile ilişkili hastalıklar n n n Sodyum kenetli glukoz-galaktoz transportu/barsak epitel hücreleri Fruktoz malabsorbsiyonu Nötral amino asidlerin transportu/barsak ve böbrek epitel hücreleri: Hartnup hastalığı Sistin, lizin, arjinin amino asidlerinin böbrek epitel hücrelerindeki reabsorbsiyonları: Sistinüri Fosfatın renal reabsorbsiyonu: Vitamin D’e dirençli raşitizm Cu 2+ATPaz geninde mutasyon: Wilson ve Menkes hastalıkları

Hücre iskelet proteinleri ile ilişkili hastalıklar n ü ü Eritrositin şekil ve stabilitesinde kalıtsal bozukluklar Spektrin, ankyrin, band-3, pallidin ve protein 4. 1 Spektrinin ß alt-biriminde defekt: sferositoz, anemi Distrofin: (kas) sarkolemmal glikoproteini aktin filamentine bağlar protein Distrofin eksikliği: Duchenne kas distrofisi Kusurlu Distrofin: Becker kas distrofisi

Membran reseptörleri ile ilişkili hastalıklar n n n Ailesel hiperkolesterolemi, LDL res. Nefrojenik diabetes insipidus ADH res. (AQP-2 ) Diabetes mellitus (NIDDM, obesite) İnsülin res. (Glu. T 4 ) Laron tipi cücelik, GH res. Akondroplasi, FGF res. 3 Miyastenia gravis, asetil kolin res. antikoru

Membran karbohidratları ile ilişkili hastalıklar n n n Glc. NAc fosfotransferaz gen mutasyonu: bazı hidrolazların Man-6 P ile etiketlenememesi ve lizozomlardaki eksiklikleri I-hücre hastalığı Eritrosit memb. nın bazı proteinlerinin fosfatidil inozitol glikan (GPI) ile membrana bağlanmalarında eksiklik Paroksismal noktürnal hemoglobinüri Membran glikoprotein ve glikolipidlerinin oligosakkaridlerinde anormalite: metastaz

Diğer. . . . n n n Mitokondriyal iç memb. proteinlerini kodlayan genlerde mutasyon Nörolojik ve kassal hastalıklar Yılan zehiri, fosfolipazlar, lizofosfolipid oluşumu hemoliz Sfingolipidozis: membranda glikosfingolipid birikimi İskemi: iyon kanallarını etkiler Serbest oksijen radikalleri lipid peroksidasyon membran bütünlüğü bozulur.