CEDERJ-Biologia Celular I - Aula 10

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As proteínas transportadoras
Ao final desta aula, você deverá compreender o que são:
• Proteínas transportadoras: carreadores e canais.
• Aquaporinas.
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PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS
Dentre as proteínas presentes na membrana celular de todas 
as células, destacam-se aquelas cuja principal função é permitir a 
passagem das moléculas que não são capazes de atravessar a bicamada 
lipídica. Todas as proteínas transportadoras possuem as seguintes 
características:
1. Atravessam a bicamada lipídica de um lado ao outro, isto é, 
são proteínas transmembrana. 
2. São do tipo multipasso, isto é, sua seqüência de aminoácidos 
atravessa muitas vezes a bicamada. Muitas proteínas transportadoras 
são, na verdade, complexos de duas ou mais proteínas que terminam 
por formar uma região hidrofílica na membrana, permitindo assim a 
passagem de moléculas hidrofílicas.
Proteína multipasso é aquela cuja cadeia polipeptídica atravessa 
muitas vezes a bicamada lipídica.
3. São específicas para um tipo de molécula, isto é, um transportador 
de glicose não transportará frutose, assim como a proteína que permite a 
passagem de Na+ não pode ser usada para transportar K+ ou outro cátion.
COMO ATUA UMA PROTEÍNA TRANSPORTADORA
As proteínas transportadoras se dividem em duas 
grandes categorias, de acordo com seu modo de atuação: 
carreadoras e canais. 
As carreadoras (também chamadas carregadoras) 
se ligam à molécula a ser transportada em um dos lados 
da membrana e a liberam do outro lado (Figura 10. 1). 
Dê uma paradinha:
Se você acha que proteína multipasso é isso, 
dê uma espreguiçada, endireite as costas 
e volte à aula de proteínas de membrana (número 8) 
para refrescar sua memória. 
Bicamada
lipídica
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Figura 10.1: Princípio do funcionamento de um 
carreador por mudança de conformação
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As proteínas carreadoras podem 
ser constituídas por complexos de 
duas ou mais subunidades, como 
dois carregadores que trabalham em 
conjunto para transportar o móvel.
Podem ser comparadas às enzimas, pois, como elas, ligam-se a um soluto 
específico e sofrem alterações na sua forma até liberar esse soluto do outro 
lado da membrana e reiniciar o processo com uma nova molécula; porém, 
diferentemente das enzimas, não alteram o soluto que é transportado 
por elas. Outro ponto importante é que cada unidade de uma proteína 
carreadora transporta poucas moléculas do soluto por vez. Um bom 
exemplo de carreador é a proteína que continuamente transporta a 
glicose do sangue para dentro das células. Nos momentos em que um 
determinado tipo celular necessita de maior aporte de glicose, isso é 
feito aumentando o número de transportadores na membrana 
das células, pois a velocidade com que um 
carreador é capaz de atuar não se modifica. 
Situações de esforço muscular, como uma 
corrida, levam a esse tipo de situação; 
entretanto, o tecido mais vulnerável 
à falta de glicose é o nervoso.
Já as proteínas do tipo canal atuam como comportas: ao se 
abrirem, formam um poro ou canal pelo qual passa rapidamente um 
enorme número de moléculas (Figura 10.2). Como a imensa maioria 
dos canais transporta apenas íons, são também chamados canais iônicos. 
É importante ressaltar que cada tipo de canal iônico é altamente 
específico para um dado íon, o que os diferencia de um simples 
poro aquoso.
Figura 10.2: Esquema de uma proteína do tipo canal no estado aberto.
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Podemos fazer um paralelo entre o funcionamento de uma proteína carreadora e uma 
proteína canal, comparando-as ao procedimento de descarga de um caminhão de areia: 
se a areia vier em sacos, será necessário que os operários descarreguem saco por saco. 
Se o caminhão for do tipo basculante e a areia não estiver ensacada, basta levantar a 
caçamba e toda a areia será despejada de uma só vez. A primeira situação corresponde 
ao transporte via carreadores − poucas unidades por vez num ritmo constante, enquanto 
houver moléculas para serem transportadas. O caminhão basculante funciona como uma 
proteína canal, abre-se por um pequeno intervalo de tempo e uma grande quantidade 
de pequenas moléculas (os íons podem ser comparados aos grãos de areia) passa em 
pouco tempo.
AS AQUAPORINAS 
A passagem de água através da membrana das hemácias é muito 
rápida (podendo mesmo levar ao seu rompimento), enquanto outros tipos 
celulares, como os ovócitos de peixes e anfíbios, permanecem na água dos 
rios e lagos sem absorver ou perder quantidades significativas de água. 
A constatação e a pesquisa em torno desses fatos levou à descoberta de 
um novo tipo de proteína transportadora: as aquaporinas. 
Naturalmente, as proteínas dessa família estão ausentes da 
membrana dos ovócitos desses animais, para evitar que eles arrebentem 
quando lançados em água doce ou desidratem quando os ovos são postos 
em água salgada.
As aquaporinas formam uma família de proteínas de membrana 
específicas para a passagem de moléculas de água e já foram identificadas 
na membrana de muitos tipos celulares, além das hemácias. Na membrana 
dos túbulos coletores dos glomérulos renais (Figura 10.3), por exemplo, 
ajudam a captar a maior parte da água perdida durante o processo de 
filtragem do sangue, o que diminui o volume final de urina produzido. 
Ao contrário dos canais iônicos, as aquaporinas permanecem abertas 
o tempo todo, permitindo a passagem da água do meio mais diluído 
(geralmente o extracelular) para o mais concentrado (o citoplasma). 
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Na Aula 12 você encontra o resumo sobre transporte 
através de membranas.
O controle de sua atividade é feito de outra forma: quando a célula recebe 
determinado tipo de estímulo (geralmente por parte de um hormônio), 
moléculas de aquaporina que estavam armazenadas dentro da célula 
são direcionadas a se inserir na membrana, acelerando a passagem de 
água através dela.
Figura 10.3: No processo de filtração 
do sangue, grande quantidade de 
água é absorvida pelos túbulos renais, 
ajudando a diluir as toxinas. Parte 
dessa água é recuperada, voltando 
para o sangue, através de aquaporinas 
presentes na membrana do túbulo 
distal. Com isso, o volume de urina 
produzido diminui.
Na próxima aula, vamos colocar as proteínas transportadoras para 
funcionar. Você verá que, em sua aparente complexidade, os processos 
de transporte obedecem a um número pequeno de regras, capazes de se 
adequar a todas as situações da vida celular.
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Ciência é vida!
Os portadores do diabetes do tipo 2 produzem grande quantidade de 
urina, sempre muito diluída. Nesses indivíduos, a reabsorção de água 
nos túbulos renais é deficiente justamente pela falta de aquaporinas 
na sua membrana. Diversas outras doenças também estão associadas 
ao mau funcionamento dessas proteínas.
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Túbulo renal Sangue
Tudo é relativo Talvez você esteja se perguntando: serão as 
aquaporinas carreadores ou canais? Pense no assunto; voltaremos 
a ele na seção de exercícios.