Movimento de moléculas através da membrana

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O Q U E A T R A V E S S A A S M E M B R A N A S
T I P O S D E T R A N S P O R T E : D I F U S Ã O , M E D I A D O
E A C I N É T I C A D E C A D A T I P O
A E N E R G I A E N V O L V I D A
E X E M P L O S M A I S C O M U N S
Movimento de moléculas 
através da membrana
 
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A natureza restritiva da membrana
 Íons  não => necessita da 
mecanismos especiais para 
K+, Na+, Cl- e HCO3
-.
 Etapas do movimento 
através da membrana
 (1) Soluto sair do meio aquoso
 (2) entrar e atravessar a 
membrana
 (3) sair da membrana para o 
lado oposto ao inicial
 => Cada etapa envolve um 
equilíbrio de 2 estados
 => influenciado por fatores 
termodinâmicos e cinéticos.
LADOLADO
 
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Difusão 
 Conceito geral
 Aplicado a membranas: velocidade  solubilidade no 
meio hidrofóbico => Coeficiente de difusão lipídica.
 H2O: poros que excluem outras substâncias pelo tamanho; ou 
“gaps” na porção lipídica.
 Na direção do gradiente de concentração
 1ª Lei de Fick – taxa ou fluxo da difusão=m/t= J = -
D.A(C/x), onde de é o coeficiente de difusão, C concentração 
e espaço a percorrer (distância) e A é a área onde ocorre a 
difusão.
 Se C =>  velocidade. Se C iguais nos dois lados => 
velocidade é cte
 
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Transporte mediado
 Características específicas de cada célula para o 
transporte
 Proteínas integrais de membrana: translocases, 
transportadoras, „porter‟, permeases ou sistema de 
membrana. Algumas „bombas‟.
 Com alto grau de especificidade pelo soluto a ser transportado.
se S1 soluto no lado 1 e S2 soluto no lado 2, então
[S1][S2] para atingir o equilíbrio então:
[S1] + T  [S-T] 

 [S2] + T
No equilíbrio [S1] = [S2]
 
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2 tipos de transporte mediado 
Mecanismo mediado passivo Mecanismo mediado ativo
Tem cinética de saturação Idem
Especificidade no soluto a ser 
transportado
Idem
Cinética de inibição* Idem 
O soluto move a favor do gradiente de 
concentração
O soluto move contra o gradiente de 
concentração
Não despende energia para o transporte Despende energia para realizar o 
transporte
* O que mais acentua a diferença da difusão
Cinética de saturação e especificidade igual à enzimas onde se definem 
constantes de KM e VMÁX. E ainda em inibição competitiva e não competitiva.
 
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Comparando a cinética do movimento de solutos 
por difusão e transporte de soluto mediado
Velocidade 
do 
movimento 
através de 
uma 
membrana
TRANSPORTE 
MECIADO
DIFUSÃO
CONCENTRAÇÃO DO 
SOLUTO A ATRAVESSAR
 
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Reconhecimento:
Transporte:
Liberação:
Recuperação:
 
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Hipótese Expansão da equação 
 Reconhecimento (semelhante 
Enzimas)
 Transporte (várias hipóteses: 
simples difusão do 
transportador ou mudança 
conformacional)
 Liberação (simples equilíbrio 
de a favor do gradiente, ou se 
contra gradiente perda da 
afinidade por T2 ou mudança 
no soluto.
 Recuperação (equilíbrio de 
formas)
Transporte mediado
Reconhecimento:
Transporte:
Liberação:
Recuperação:
 
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Mecanismo proposto de modificação 
conformacional da proteína transportadora
Reconhecimento:
Transporte:
Liberação:
Recuperação:
LADO LADO
 
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Tipos de transportadores segundo direção e 
solutos
 Eletrogênicos: se gerar 
separação de cargas 
através da membrana 
(transporte de Na+, K+ e 
íons orgânicos
 Se move-se um contra íon 
na mesma direção é 
neutro ou silecioso.
Uniporte
Simporte
Antiporte
LADO LADO
 
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Energia dos sistemas de transporte
 Energia necessária para 
realizar o trabalho.
(intrínseca que o sistema tem 
que ter ou oferecer para 
realizar).
C1 >C2 a favor do gradiente 
=> G < 0
C1<C2 contra o gradiente 
=> G>0
Energia livre
de “GIBBS”
se
C1 C2
 
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Quando envolve transporte de carga em 
quantidades diferentes
Onde
R=cte universal dos gases = 1,9 cal.mol-1.k-1
Z = carga da espécie em movimento
F = 23,063 kcal.V-1.mol-1
 = diferença em potencial elétrico em volts 
através da membrana.
Potencial 
eletroquímico
 
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Transporte mediado passivo e ativo
 Não necessita de energia: PASSIVO
 Igual difusão com cinética de saturação
 Necessita fornecer energia: ATIVO
 Hidrólise de ATP
 Gradiente eletroquímico (tipo de Na+ e K+, ou H+)
 Exemplo: pH estômago
 Intracelular=7,4 (4x10-8M) Extracelular=0,8 (0,15M)
 
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Grupo de translocação
 Problemas da liberação contra gradiente de 
concentração
 No transporte mediado (principalmente ativo) onde precisa 
liberar o soluto no lado 2.
 ALTERAR O SOLUTO ANTES DE SER LIBERADO => PERDE 
AFINIDADE PELO TRANSPORTADOR, ENTÃO É 
LIBERADO;
 
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Transporte de aminoácidos 
contra gradiente
glutationa
Ciclo do -glutamil-transferase
 
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Canais e Poros
 Se diferenciam os canais dos poros pela 
especificidade em relação ás moléculas que 
atravessam a membrana.
 São proteínas intrínsecas
 Canais são seletivos para cátions e ânions inorgânicos 
específicos; (superfamilia de proteínas)
 Poros: não são seletivos; permitem a passagem sem 
especificidade;
 Diferença devida à diferentes tamanhos das áreas aquosa na 
estrutura da proteína, e os resíduos de aminoácidos presentes 
dentro desta região
 
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Canais
 Abertura e fechamento 
controlado
 Efeito: mudança na 
estrutura da proteína;
 Causa:
 Ex: Canais voltagem 
dependentes
Condução nervosa, 
contração muscular.
Acionados por agonistas 
(ativador)
 
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Canais
 De sódio: voltagem 
sensível
  Na+ intracelular após a 
despolarização da 
membrana em células 
nervosas e musculares;
 
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Poros ou junções tipo Fenda (Gap junctions)
 Aberturas grandes
 Conectam 2 células: troca de 
metabólitos pequenos e íons e 
não moléculas grandes;
 Normalmente abertos. Fecham 
por  Ca2+ intracelular, 
alteração de metabólitos, queda 
no potencial transmembrãnico 
ou acidificação do citoplasma;
 Oligômero de peptídeo 
chamado de conexina (12 x 
32kDa);
 90 Å de diâmetro
 Em bactérias gran-negativas = 
Porinas (6 – 23 Å)
 
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Ionóforos
 Foram descobertos como antibióticos;
 Movimento de íons mono e di valentes inorgânicos
 Não são proteínas. São moléculas pequenas.
 Dois grupos:
 Carreadores móveis
 Semelhantes a canais
 Atuam na mudança da fluidez
 São específicos
 São quelantes de íons (retiram camada de solvatação)
 Difundem-se livremente na membrana;
 
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Slide 21 
Ionóforo
 
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Em eritrócitos
Membrana interna da 
mitocondria
Transporte mediado passivo: antiporte a concentração de um 
soluto dirige o movimento do outro
 
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Transporte mediado ativo: acopla energia
 
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Na+-K+ ATPase (bomba)
Lado 
extracelular
40 kDa
glico
proteina
Lado 
citossolico
95 kDa
 
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ATPase 
Na+ - K+
1 ATP para 3 Na+ 
sair e 2 K+ entra 
=> gera potencial 
de membrana +;
Gasta 60-70% do 
ATP da célula
 
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Na+-
dependente 
sistema 
simporte
Transporte ativo 
conduzido pelo 
gradiente de sódio 
formado.
Para transporte de 
açúcares e 
aminoácidos;
Túbulos renais e 
epitélio intestinal
 
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