Membrana Plasmática 2010

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MEMBRANAS
BIOLÓGICAS
AS MEMBRANAS CELULARES:
| Compartimentalizam:
y Células
y Organelas
y Núcleo
MODELO DO MOSAICO FLUIDO:
| Singer e Nicholson, 1972
| Bicamada lipídica + Proteínas inseridas
| Estrutura é mantida por ligações não covalentes 
COMPOSTOS APOLARES NÃO
INTERAGEM COM A ÁGUA :
LIPÍDEOS:
| Três tipos de arranjo espontâneo em meio aquoso:
Micela Lipossoma Bicamada
LIPÍDEOS:
|Lipídeos que compõem a membrana:
y Fosfolipídeos
y Colesterol
y Glicolipídeos
Os lipídeos constituem cerca de 50% da 
massa da membrana.
FOSFOLIPÍDEOS:
| São moléculas anfipáticas:
porção polar
ex: colina
fosfato
glicerol
porção apolar
(fosfatidilcolina)
FOSFOLIPÍDEOS:
| Fosfolipídeos encontrados nas membranas:
y Fosfatidiletanolamina
y Fosfatidilserina
y Fosfatidilcolina
y Esfingomielina
y Fosfolipídeos do inositol
FOSFOLIPÍDEOS:
| Fosfolipídeos mais abundantes das membranas:
Fosfatidiletanolamina Fosfatidilserina Fosfaditilcolina Esfingomielina
glicerol esfingosina
FOSFOLIPÍDEOS:
| Tipos de movimentos realizados pelos fosfolipídeos:
y Rotação
y Flexão
y Difusão lateral
y “Flip-flop”
FOSFOLIPÍDEOS:
| A difusão lateral é muito rápida:
FOSFOLIPÍDEOS:
| Demonstrando a difusão lateral com FRAP:
Fluorescence Recovery After Photobleaching
FOSFOLIPÍDEOS:
| Os dois tipos de “Flip-flop”:
| Também uma molécula anfipática, insere-se entre 
os outros lipídeos da membrana.
COLESTEROL:
Quanto mais colesterol, 
menos permeável e mais 
estável é a membrana.
A interação da porção 
inicial da cadeia de ácidos 
graxos dos fosfolipídeos 
com anéis esteroidais do 
colesterol diminui o espaço 
para substâncias se 
difundirem.
GLICOLIPÍDEOS:
| Exclusivamente na face 
extracelular da membrana 
plasmática.
| Permitem o reconhecimento 
da célula por células vizinhas.
| Interagem com moléculas da 
matriz extracelular.
GLICOLIPÍDEOS:
| O ácido siálico (NANA), 
presente na estrutura do 
gangliosídeo, tem carga 
negativa.
| Ele auxilia na manutenção da 
membrana quando o ambiente 
se torna inóspito (pH baixo e 
enzimas de degradação).
PROPRIEDADES DAS MEMBRANAS:
| Delimitação da célula e das organelas
| Regula tráfego de moléculas e sinais.
| Mantém diferenças entre os meios.
| Comunicação célula-célula.
| Flexível (crescimento celular, movimento amebóide...)
| “Self-sealing”
| Assimetria
| Fluidez
| Permeabilidade seletiva
Flexível: cone de crescimento
Axônio
Cone
Filopódios
B
Axônio
Cone
Filopódios
A
Lamelipódios
© CEM BILH ES DE NEUR NIOS Õ Ô by Roberto Lent
“SELF-SEALING” (AUTO-SELAMENTO):
ASSIMETRIA:
COMPOSIÇÃO LIPÍDICA DIFERENTE
ENTRE AS ORGANELAS:
SÍNTESE DOS LIPÍDEOS:
CONSTRUÇÃO DA ASSIMETRIA:
FLUIDEZ:
| A ligação cis (insaturação) em uma 
das cadeias de ácido graxo ajuda na 
manutenção da fluidez da membrana.
com ligações duplas
(insaturadas)
com ligações simples
(saturadas)
FLUIDEZ:
FLUIDEZ:
| O colesterol tem um papel duplo: em temperaturas mais altas, ele 
aumenta a estabilidade da membrana; em temperaturas mais 
baixas, ele ajuda a manter a fluidez normal, para que não haja 
mudanças de fase.
PERMEABILIDADE SELETIVA:
PROTEÍNAS:
| Tipos de proteínas:
Transportadores Ligadoras Receptores Enzimas
Lipídeos = estrutura
Proteínas = função
A quantidade de proteínas depende da 
função da membrana.
PROTEÍNAS:
| Podem ter dois tipos de estrutura:
y α-hélice
y folha β-pregueada
α-HÉLICE:
| Todas as ligações peptídicas (polares) na
bicamada formam pontes de hidrogênio
entre si (maximizada pela conformação em
α-hélice).
FOLHA β-PREGUEADA:
ESTRUTURA:
| Uma mesma proteína pode conter os dois tipos de estrutura:
ENCEFALOPATIAS ESPONGIFORMES: ALTERAÇÃO
CONFORMACIONAL DE UMA PROTEÍNA
PROTEÍNAS NA MEMBRANA:
| 1- Integral de membrana unipasso
| 2- Integral de membrana multipasso
| 3- Periférica intracelular ligada a ácido graxo ou grupamento prenil
| 4- Periférica extracelular ligada a oligossacarídeo 
| 5- Periférica intracelular ligada não-covalentemente a proteína integral
| 6- Periférica extracelular ligada não-covalentemente a proteína integral
| oligosacarídeo
ASSIMETRIA EM PROTEÍNAS:
Porção extracelular:
| Adição de oligossacarídeos.
| Presença de pontes dissulfeto.
Porção intracelular:
| Não são formadas pontes 
dissulfeto, permanecem grupos 
sulfidrila.
MOVIMENTAÇÃO DE PROTEÍNAS:
Pode-se medir difusão 
lateral pela técnica FRAP 
MOVIMENTAÇÃO DE PROTEÍNAS:
PROTEÍNAS PODEM ESTAR 
RESTRITAS A DETERMINADOS 
LOCAIS:
RESTRIÇÃO DE MOVIMENTAÇÃO 
DAS PROTEÍNAS:
| A) por outras proteínas da mesma célula
| B) pela matriz extracelular
| C) pelo citoesqueleto
| D) por proteínas de outras células
LIPID RAFTS (BALSAS LIPÍDICAS):
| Microdomínios presentes na 
membrana.
VÁRIAS PROTEÍNAS SINALIZADORAS 
ESTÃO LIGADAS AOS LIPIDS RAFTS
LIPID RAFTS- Cavéolas
| Caveolinas formam cavéolas, invaginações na 
membrana.
| Funções possíveis são tráfego de proteínas e 
sinalização.
INTERNALIZAÇÃO
Src - dinamina
Cavéolas e eNOS
| Proteção contra danos químicos e mecânicos.
GLICOCÁLICE:
Carboidratos (cadeias de oligo ou 
polissacarídeos) ligados a ptns ou 
lipídeos.
GLICOCÁLICE:
TRANSPORTE ATRAVÉS
DAS MEMBRANAS
PERMEABILIDADE RELATIVA DA 
MEMBRANA
Coeficiente de 
permeabilidade
TIPOS DE TRANSPORTE:
| Difusão simples
| Osmose
| Difusão facilitada
| Transporte ativo
DIFUSÃO SIMPLES:
| Passagem de soluto do meio mais concentrado para o 
meio menos concentrado através de uma membrana 
permeável a ele. SEM GASTO DE ENERGIA
OSMOSE:
| Passagem de água do meio com menos soluto 
para o meio com mais soluto.
DIFUSÃO FACILITADA:
| Ocorre com a ajuda de proteínas:
Proteína carreadora (transportador)
Canal iônico 
Mudanças conformacionais parecem 
mediar difusão facilitada
TRANSPORTADORES:
DIFUSÃO FACILITADA:
y Ex: GLUT1 (transportador de glicose de eritrócitos)
glicose
DIFUSÃO FACILITADA:
DIFUSÃO FACILITADA: CANAIS IÔNICOS
| Gradiente eletroquímico
CANAIS IÔNICOS E CÉLULAS EXCITÁVEIS
Separação de cargas!
DIFUSÃO FACILITADA: CANAIS IÔNICOS
| Estados conformacionais e tempo de abertura: 
tipos de canais iônicos:
DIFUSÃO FACILITADA: CANAIS IÔNICOS
| Estados conformacionais: canal de sódio sensível a 
voltagem
SELETIVIDADE DOS CANAIS
DIFUSÃO FACILITADA:
| Ionóforo (se difunde na membrana e permite 
passagem de um íon específico):
TRANSPORTE ATIVO:
| Bomba de sódio-potássio ATPase (Na+-K+ ATPase)
ESTRUTURA DA BOMBA DE Na+-K+ ATPase
TRANSPORTE ATIVO:
| A Na+-K+ ATPase ajuda a manter o volume celular e o 
gradiente iônico. 
PROBLEMA: CÉLULAS CONTÉM ↑ [SOLUTOS]
Na+-K+ ATPase 
ajuda a controlar a 
osmolaridade 
intracelular
Na+
TRANSPORTE ATIVO:
| Bomba de Cálcio ATPase (Ca2+ ATPase)
TRANSPORTE ATIVO:
| Bomba de prótons (H+ ATPase)
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO:
| Depende do gradiente iônico produzido por 
transporte ativo.
| Duas modalidades:
y Simporte
y Antiporte
Transporte ativo Transporte ativo secundário
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO:
| Simporte:
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO:
| Antiporte:
BARREIRA HEMATO-ENCEFÁLICA:
Barreira Hemato-Encefálica (BHE): sistemas de transporte
SISTEMAS DE CO-TRANSPORTE 
(TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO)
Problemas clínicos relacionados a sistemas de transporte
Fibrose cística Canais de cloreto epiteliais
Síndrome QT longa 
(arritmia cardíaca)
Canais de sódio e potássio cardíacos
Miopatias Subunidade citocromo C oxidase e canais de cálcio 
retículo sarcoplasmático
Hipertemia maligna Canal de cálcio no retículo sarcoplasmático
Diabete mellitus tipo 2 Transportador de glicose dos tecidos adiposos
RESUMO DE TRANSPORTE:
	Membranas Biológicas
	AS MEMBRANAS CELULARES:
	Slide Number 3
	Compostos apolares não interagem com a água :
	Lipídeos:
	Lipídeos:
	Os lipídeos constituem cerca de 50% da massa da membrana.
	Fosfolipídeos:
	Fosfolipídeos:
	Fosfolipídeos:
	Fosfolipídeos:
	Fosfolipídeos:
	FOSFOLIPÍDEOS:
	Fosfolipídeos:Colesterol:
	GLICOLIPÍDEOS:
	Glicolipídeos:
	Propriedades das membranas:
	Flexível: cone de crescimento
	“Self-sealing” (auto-selamento):
	Slide Number 21
	Assimetria:
	Slide Number 23
	Slide Number 24
	Slide Number 25
	Fluidez:
	FLUIDEZ:
	Fluidez:
	Permeabilidade seletiva:
	Proteínas:
	A quantidade de proteínas depende da função da membrana.
	Proteínas:
	α-HÉLICE:
	FOLHA β-PREGUEADA:
	Estrutura:
	Encefalopatias espongiformes: alteração conformacional de uma proteína
	PROTEÍNAS NA MEMBRANA:
	Slide Number 38
	Movimentação de Proteínas:
	Slide Number 40
	PROTEÍNAS PODEM ESTAR RESTRITAS A DETERMINADOS LOCAIS:
	Slide Number 42
	LIPID RAFTS (BALSAS LIPÍDICAS):
	VÁRIAS PROTEÍNAS SINALIZADORAS ESTÃO LIGADAS AOS LIPIDS RAFTS
	LIPID RAFTS- Cavéolas
	Slide Number 46
	Slide Number 47
	Slide Number 48
	Glicocálice:
	Glicocálice:
	Transporte através das membranas
	PERMEABILIDADE RELATIVA DA MEMBRANA
	Tipos de transporte:
	Difusão simples:
	Osmose:
	Difusão Facilitada:
	Mudanças conformacionais parecem mediar difusão facilitada
	Transportadores:
	Difusão Facilitada:
	Difusão Facilitada:
	Difusão Facilitada: canais iônicos
	CANAIS IÔNICOS E CÉLULAS EXCITÁVEIS
	Difusão Facilitada: canais iônicos
	Difusão Facilitada: canais iônicos
	SELETIVIDADE DOS CANAIS
	Slide Number 66
	Slide Number 67
	Difusão Facilitada:
	Transporte ativo:
	ESTRUTURA DA BOMBA DE Na+-K+ ATPase
	Transporte ativo:
	Slide Number 72
	Slide Number 73
	Transporte ativo:
	Transporte ativo:
	Transporte ativo secundário:
	Transporte ativo secundário:
	Transporte ativo secundário:
	Slide Number 79
	Slide Number 80
	SISTEMAS DE CO-TRANSPORTE (TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO)
	Slide Number 82
	Resumo de transporte: