18ª AULA

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Bibliografia 
•  Lodish H., Baltimore D., Berk A., Zipursky S.L., Matsudaira P., and Darnell J., Molecular Cell Biology, (4ª Ed.), Freeman 
W.H. and Company (USA), Cap 15 (2000). 
•  Garrett R.H., and Grisham C.M., Biochemistry, (3ª Ed.), Thomson, Brooks/Cole, Cap. 9 (2005). 
•  Nelson D.L., and Cox M.M., Lehninger – Principles of Biochemistry (4ª Ed.), Freeman W.H. and Company (USA), Cap. 
11, (2005). 
• . Fibrose cística e sua relação com a superfamília das proteínas ABC. Caracterização da doença e 
mecanismo de funcionamento da CFTR. 
• Transporte transcelular de glicose através da célula epitelial do intestino e transporte transcelular de 
cloreto através da célula parietal do estômago. 
• Sistemas fisiológicos de co-transporte. 
• Transportador aniónico das células parietais do estômago e do eritrócito: importância fisiológica. 
• Sistemas de co-transporte implicados na regulação do pH celular. 
As Proteínas ABC que Transportam Substâncias Lipossolúveis 
Poderão Operar por um Mecanismo de “FLIPPASE”
A forma em V da proteína encerra um “compartimento” 
onde, hipoteticamente, os substratos ligados poderão 
ser “flippados” através da membrana. 
 O modelo de “Flippase” fundamenta-se numa proteína homóloga (MDR2) 
existente na região da MP dos hepatócitos que revestem o ducto biliar. 
 MDR2 promove o “flip” de fosfolípidos do folheto citosólico da membrana 
plasmatica para o folheto exoplasmático; esses fosfolípidos desprendem-
se para o ducto biliar para fazer parte essencial da bílis. 
Outro exemplo de proteína ABC 
CFTR 
“cystic fibrosis transmembrane conductance regulator” 
Estrutura da CFTR
•  CFTR possui 1480 aminoácidos.
•  CFTR é composta por uma única cadeia polipeptídica
Função da CFTR 
CFTR é um transportador de Cl- localizado na membrana de células epiteliais 
Em células normais, a membrana permite a saída de Cl- da célula 
•  Quando o Cl- sai da célula, gera-se um desequilíbrio 
osmótioco responsável pela saída de água do interior 
da célula por osmose!
•  A água mantém o muco húmido o que previne a 
infecção por bactérias!
Disfunção da CTFR – Fibrose Cística
•  Se CFTR não funcionar, Cl- não pode sair da célula. Sem o 
desequilíbrio de Cl- a água não sai da célula.
•  Sem água, o muco exterior à celula espessa-se. Os cílios 
deixam de bater livremente o que permite a proliferação e a 
acumulação das bactérias no muco. As bactérias podem 
atacar as células promovendo infecção. 
o  Staphylococcus aureous 
o  Pseudomonas aeroginosa 
Fibrose Cística 
  1 in 2500 Caucasians is born with Cystic Fibrosis. 
  The key to Cystic Fibrosis is clogging. 
  Often, death occurs before age 30. 
  The affected areas of the body are the airways, 
liver, pancreas, intestine, and reproductive tract 
Cistic Fibrosis 
Mecanismo de Funcionamento
  O canal conduz Cl- através da membrana plasmática quando ambos os NBD têm ATP ligado; 
  O canal fecha quando o ATP é hidrolisado; 
  O canal é regulado por fosforilação de resíduos de Ser no Domínio Regulador catalisada por 
uma Proteína Cinase -dependente de c-AMP; Quando o DR está desfosforilado, liga os 
domínios NBD e impede a ligação do ATP e a abertura do canal. 
Fibrose Cística - origem da doença
•  Uma delecção no cromossoma 7 causa a doença 
•  O “culpado” é o codão 508
Devido à delecção do codão 508, o aminoácido FENILALANINA não 
está presente na cadeia o que altera a estrutura da proteína 
Filme — Cystic fibrosis 
http://www.youtube.com/watch?v=_j99-xgOIaw 
Outro assunto... 
Para além da BOMBAS IÓNICAS dependentes de ATP, as 
células têm uma classe de proteínas transportadoras que 
importam ou exportam iões e pequenas moléculas, tais como 
glicose e aminoácidos, contra gradientes de concentração. 
Essas proteínas usam a energia armazenada nos gradientes 
electroquímicos de Na+ ou H+ para transportarem outras 
substâncias contra gradientes de concentração por um 
processo de CO-TRANSPORTE. 
TRANSPORTE ACTIVO 2º 
O que é o co-transporte?
Se um dos iões se movimenta contra o gradiente e o outro a favor do gradiente, 
estamos em presença de um co-transporte ou transporte activo indirecto
Sistemas uniporta e simporta podem co-existir e transportar a 
mesma molécula 
SGLUT1 
Transporte Transcelular de Glicose do Lúmen Intestinal para o Sangue 
Transporte Transcelular de Glicose do Lúmen Intestinal para o Sangue 
Célula polarizada 
Transepithelial Transport of Glucose
Figure 5-26 
[Glucose] low
[Glucose] high
[Glucose] low
 [Na+] high Na+
Apical 
membrane
Glu
Glu
Glu
Na+ [Na+] high
Na+ [Na+] low
Na+
 K+
K+
Basolateral 
membrane
Extracellular 
fluid
Lumen of kidney 
or intestine
Glu
GLUT transporter 
transfers glucose to ECF 
by facilitated diffusion.
Na+ -K+- ATPase pumps Na+ 
out of the cell, keeping ICF 
Na+ concentration low. 
Na+ glucose symporter 
brings glucose into cell 
against its gradient using 
energy stored in the Na+ 
concentration gradient.
ATP
Epithelial 
cell
1
2
3
1
2
3
Figure 5-26, step 1 
[Glucose] low
[Glucose] high
Apical 
membrane
Glu
 Na+ [Na+] high
Na+ [Na+] low
Basolateral 
membrane
Extracellular 
fluid
Lumen of kidney 
or intestine
Glu
Na+ glucose symporter 
brings glucose into cell 
against its gradient using 
energy stored in the Na+ 
concentration gradient.
Epithelial 
cell
1
1
Transepithelial Transport of Glucose
[Glucose] low
[Glucose] high
[Glucose] low
Apical 
membrane
Glu
Glu
Glu
Na+ [Na+] high
Na+ [Na+] low
Basolateral 
membrane
Extracellular 
fluid
Lumen of kidney 
or intestine
Glu
GLUT transporter 
transfers glucose to ECF 
by facilitated diffusion.
Na+ glucose symporter 
brings glucose into cell 
against its gradient using 
energy stored in the Na+ 
concentration gradient.
Epithelial 
cell
1
2
1
2
Transepithelial Transport of Glucose
[Glucose] low
[Glucose] high
[Glucose] low
 [Na+] high Na+
Apical 
membrane
Glu
Glu
Glu
Na+ [Na+] high
Na+ [Na+] low
Na+
 K+
K+
Basolateral 
membrane
Extracellular 
fluid
Lumen of kidney 
or intestine
Glu
GLUT transporter 
transfers glucose to ECF 
by facilitated diffusion.
Na+ -K+- ATPase pumps Na+ 
out of the cell, keeping ICF 
Na+ concentration low. 
Na+ glucose symporter 
brings glucose into cell 
against its gradient using 
energy stored in the Na+ 
concentration gradient.
ATP
Epithelial 
cell
1
2
3
1
2
3
Transepithelial Transport of Glucose
Acidificação do lúmen do estômago pelas células parietais 
Transportador Aniónico 
Vários sistemas transportadores coordenam o movimento dos solutos 
através da célula 
Classe P 
Porque não sobe o pH do citosol? 
pK 
pK 
Transportador Aniónico 
(O transporte de dióxido de carbono no sangue requer a participação do antiporter Cl-/HCO3-) 
Sistema: 
 ANTIPORTA 
 ELECTRONEUTRO 
 REVERSÍVEL 
CO2 não é solúvel em solução aquosa 
HCO3– tóxico 
 
Vários sistemas antiporta membranares regulam 
o pH citosólico 
CO2 + H2O = HCO3- + H+ 
Ac. Láctico = CH3CHOHCOO– + H+ 
A actividade de proteínas transportadoras membrares que regulam o 
pH do citosol das células dos Mamíferos é alterada com o pH 
Transporte em Células Procarióticas 
Células Eucarióticas & Procarióticas 
1.  Regulação precisa da conc. dos nutrientes (eucariotas) 
2.  Vivem em meios muito diferentes 
3.  Acumulação de nutrientes contra gradientes de conc. 
muito elevados (procariotas) 
4.  Geral/ permeases induzidas (procariotas) 
Procariótas - sistemas muito ≠s para acumular nutrientes1.  Sistema simporta 
2.  Sistema de fosfotransferase 
3.  Bacteriorodopsina 
Captação de lactose por E. colli (a) 
Um potencial elétrico membranar pode suportar a 
acumulação de metabolitos 
Se o sistema simporta fosse do tipo 
qual seria o efeito da valinomicina? 
LACTOSE-1 
1H+ 
-∆p 
Exemplo da utilidade da utilização de IONÓFOROS — ∆Ψm artificiais 
H+ 
K+ = 100 mM 
K+ = 0.1 mM 
∆Ψm = 60 log 
0.1 mM 
100 mM 
[K+f] mV 
0.1 mM – 180 mV 
1.0 mM – 120 mV 
5.0 mM – 78 mV 
10 mM – 60 mV 
Síntese 
de ATP 
∆Ψm (mV) 
∆Ψm = 2.3 RT log 
[K+ ]fora 
[K+ ]dentro nF