טרנספורט אקטיבי

טרנספורט אקטיבי - מעבר חומרים נגד מפל הריכוזים, יש צורך בהשקעת אנרגיה לחדירות זו.רבע מצריכת האנרגיה בתא רגיל הולך לטרנספורט, ליצירת מפלי ריכוזים של יונים וחומרים אחרים. מע' טרנספורט זהו חלק חיוני במע' החי.

מנגנונים של טרנספורט אקטיבי:

1) משאבות יוניות.

2) קוטרנספורט (טרנספורט אקטיבי משני).

3) טרנספורט ע"י מודיפיקציה קוולנטית.

מושגים הקשורים:

אנטיפורט- כאשר טרנספורט מצומד של חומר אחד לכיוון אחד וחומר אחר לכיוון מנוגד. החלפת 2 חומרים.

סימפורט- צימוד לכיוון אחד. 2 חומרים שעוברים ביחד לאותו כיוון.

אלקטרוגני- במהלך המעבר נוצר פוטנציאל חשמלי בנוסף לפוטנציאל ריכוזי. החלפה של מטען נטו-אנטיפורט. אלקטרונייטרלי- אין מעבר של מטען נטו. טרנספורט מזורז אקטיבי- מזורז ע"י משאבות, נגד מפל הריכוזים, יש השקעת ATP. מעבר חומר דרך הממברנה מצומד לפירוק ATP.

תעלות- טרנספורט מזורז, יכול להיות גם פסיבי. ע"י חלבון נשא שקושר חומר מצד אחר ומשחרר מצד שני. יש סוגים שונים של נשאים- יוניפורטר (רק עם חומר אחד) וסימפורטר/אנטיפורטר (סוגים של קוטרנספורט). בסימפורטר ובאנטיפורטר כיוון המפלים יכול להיות מנוגד או באותו כיוון, מה שקובע את הכיוון זה הגודל היחסי של מפל הריכוזים- אם סכום המפלים הוא לכיוון אחד זה יהיה כיוון הטרנספורט.

תכונות של טרנספורטרים: חלבונים אלו הם חלבונים ממברנליים, אי אפשר לנקות אותם בשיטות רגילות. יש להוציאם מהממברנה ולהשאירם במצב הנטיבי בעזרת דטרגנטים. דטרגנטים מתחרים עם הפוספוליפידים וממיסים אותם בפאזה מימית. לאחר שמבודדים את החלבון מרכיבים אותו מחדש בממברנה מלאכותית- וסיקולות, ליפוזומים מלאכותיים- רקונסטיטוציה. בונים מערכת "טבעית" רק שהממברנה מכילה רק חלבון אחד. כך ניתן ללמוד ריאקציה של מעבר חומר דרך הממברנה. מאפייני נשאים: אפיניות לחומר וקצב העברה. שיטה אחרת מאוד נפוצה לחקר נשאים ותעלות בממברנה טבעית:

פאטצ' קלאב- משתמשים בפיפטת זכוכית עם קצה מאוד דק (קוטרה כמה מיקרונים, כגודל התא).

מתקרבים איתה לתא ומתחילים לשאוב ואז:

1) לנער- הצד החיצוני נשבר. בפיפטה יש אלקטרוליט וניתן למדוד זרם חשמלי. אם יש תעלה אז נוכל לבדוק חדירות יונים דרך הממברנה. ניתן להחליף תמיסה חיצונית או פנימית ולבדוק האם יעבור נתרן או אשלגן, מהו סוג החדירות, קצב, תלות במפל הריכוזים.

2) לשאוב קצת יותר חזק כך שהחלק הפנימי יישבר ותכולת התא תישפך לתוך הפיפטה, כך נוכל למדוד את חדירות הממברנה לכיוון אחר.

תעלות יכולות להיות ב-2 מצבים: פתוחה וסגורה. כאשר התעלה סגורה החדירות מאוד נמוכה ומאופיינת ב- pA (10-12A). תעלה מאופיינת ע"י כמה פרמטרים- הכי חשוב זה הספציפיות ליון מסוים. בתעלה לנתרן החדירות של אשלגן מאוד נמוכה ובתעלה לאשלגן החדירות של נתרן מאוד נמוכה. אילו כוחות קובעים את כיוון וקצב ההעברה? ישנה כוס המחולקת ל-2 ובאמצע מחיצה, אין חדירות ומעבר יונים בין 2 חצאי התא. הריכוז כולל של הקטיונים והאניונים ב-2 התמיסות שונה, הלחץ האוסמוטי שונה. מה שקיים זה מפל ריכוזים של נתרן ואשלגן. אם נמדוד את פוטנציאל התא נראה שעל המחיצה הפוטנציאל 0. נפתח רק חדירות לנתרן על המחיצה. יוני נתרן ינועו מצד אחד לשני לפי מפל ריכוזים- יש העברה נטו של מטען וזה גורם למפל חשמלי על המחיצה. מה שקובע את הכיווניות זה פוטנציאל אלקטרוכימי Δμ. משוואת נרנסט:     Z-מטען, F-קבוע פארדיי, ΔΨ- הפרש מפלים חשמליים. הטרנספורט ייעצר כאשר המערכת תגיע לשוו"מ  Δμ=0, כלומר .במקרה של קטיון חד ערכי 1=Z, המינוס מצביע על כיוון ΔΨ מנוגד למפל הריכוזים. בשביל קטיון חד ערכי בטמ"פ החדר RT/ZF=59mV  כאשר ln הופך ל-log. כך ניתן לחשב פוטנציאל שיופיע על מד מתח. אם פותחים מעבר לקטיון אחד ומפל הריכוזים הוא פי 10 אזי ΔΨ=-59mV. משוואת נרנסט מאפשרת חישוב מפל ריכוזים/פוטנציאל חשמלי ליון מסוים.