L1 Transmembranair transport: ionenverdeking, membranen, kanalen, transporters

wat is de flux?

netto beweging doorheen het membraan (verschil in/uit)

beweging doorheen membranen gebeurt tegelijk in beide richtingen

waarvan hangt netto richting (in/uit) van beweging doorheen membranen af?

membraanpotentiaal Vm

hoe kijken we of bepaalde beweging van een deeltje doorheen een membraanwel/niet opgaat?

aan de hand van ΔG (=verandering van vrije energie)

voor reactie: deeltje X naar binnen…:

• ΔG<0 → reactie spontaan

• ΔG>0 → omgekeerde reactie gaat op

• ΔG=0 → reactie in evenwicht

hoe berekenen of beweging van ion naar binnen/buiten/in evenwicht is?

ionenconcentratie + spanning over membraan → ΔG berekenen → adhv waarde ΔG bepalen of reactie spontaan/omgekeerde/in evenwicht is

• ΔG<0 → reactie spontaan

• ΔG>0 → omgekeerde reactie gaat op

• ΔG=0 → reactie in evenwicht

hoe wordt de evenwichtspotentiaal van een ion berekend?

→ Nernst-vergelijking

hoe wordt de Nernst-vergelijking praktisch gebruikt?

wat is de drijvende kracht?

bepaalt richting/stroom negatief of positieef is van ionenstroom door bv ionenkanaal

1. negatieve drijvende kracht van kationen → kationen cel in

2. negatieve drijvende kracht van anionen→ anionen cel uit

3. positieve drijvende kracht van kationen → kationen cel uit

4. positieve drijvende kracht van anionen→ kationen cel in

wat bepaalt de drijvende kracht van een ion?

1. concentratiegradiënt → vervat in Ex (evenwichtspotentiaal ion x)

2. spanning over membraan → Vm (membraanpotentiaal)

=> drijvende kracht voor ion X = Vm-Ex

wat gebeurt er met de drijvende kracht van ion X wanneer membraanpotentiaal (Vm) gelijk is aan de evenwichtspotentiaal (Ex) van ion X?

netto stroom is dan 0

drijvende kracht ion X = Vm - Ex

wat gebeurt er met de drijvende kracht als Vm-Ex > 0

1. netto efflux van kationen

2. netto influx van anionen

wat gebeurt er met de drijvende kracht als Vm-Ex < 0

1. netto influx van kationen

2. netto efflux van anionen

wat gebeurt er met de drijvende kracht als Vm-Ex=0

1. ΔG=0

2. netto efflux noch influx

voor welk is de fosfolipide-dubbellaag niet permeabel?

1. grote ongeladen polaire moleculen

2. ionen

3. geladen polaire moleculen

voor welk is de fosfolipide-dubbellaag wel permeabel?

1. gassen 

2. bepaalde kleine ongeladen polaire moleculen (bv ethanol)

voor welk is de fosfolipide-dubbellaag semi-permeabel?

1. bepaalde kleine ongeladen polaire moleculen (bv ureum, water)

Hoe ontstaan verschillen in ionenconcentratie?

1. vooral: Na/K ATPase: ionen tegen gradiënt in transporteren door ATP als E te gebruiken (Na nr binnen, K naar buiten)

2. Ca-ATPases

3. H+/K+-ATPases

voor wat worden de ‘aangemaakte’ verschillen in ionenconcentratie gebruikt?

1. gefaciliteerde diffusie: wordt geen E in gestopt: geladen deeltjes doorheen membraan met elektrochemische gradiënt mee (richting waarin ΔG<0) → richting waarin deeltjes bewegen wordt bepaald door: ΔG en voor geladen deeltje dus drijvende kracht

via waar kan gefaciliteerde diffusie gebeuren?

1. kanalen (schakelmechanisme) → snel

2. porie (geen schakelmechanisme) → snel

3. uniporters/carriers (conformatieverandering) → traag

geef voorbeelden van pories

1. aquaporines → transporteren water

2. perforine → uitgestoten door immuuncellen: maken gaten in andere cellen om die af te breken

wat kan je zeggen over ionenkanalen en genen?

>300 verschillende genen voor ionenkanalen => heel veel soorten!

wat is de wederkerende structuur van een ionenkanaal?

1. transmembranair motief met in het midden porie

2. kunnen 3, 4, 5, 6 transmembranaire delen hebben → trimeer, tetrameer, etc

3. transmembranaire subunits zijn identiek opgebouwd

welke grote groepen ionenkanalen zijn er?

1. connexines

2. voltage-gated cation superfamily

3. ENaC

4. ligand-gated channels

5. chloride-kanalen

6. calcium-release channels

7. store-operated channels

wat zijn connexines?

→ type ionenkanaal: maken overbruggingen tussen 2 cellen

1. hexamere structuur (6 subeenheden)

2. hexamere structuur cel 1 sluit aan aan hexamere structuur cel 2 → GAP junction kanaal → elektrische koppeling van verschillende cellen → belangrijk waar snelle elektrische geleiding nodig is: bv hartcel

wat is de voltage-gated cation superfamily?

→ type ionenkanaal: belangrijkste/grootste familie van ionenkanalen: in evolutie wss ontstaan door duplicaties/fusies van verschillende soorten eiwitten: 2 elementen komen vooral terug:

1. transmembranaire domeinen en ertussen een soort loop → 4 keer zon subeenheid, vormt porie

2. transmembranaire domeinen, 44de transmembranaire deel heeft ladingen → kunnen bewegen in membraan oiv membraanpotentiaal

=> koppeling van 1 en 2: vorming hele superfamilie

hoe zijn de voltage-gated cation superfamily waarschijnlijk ontstaan?

in evolutie wss ontstaan door duplicaties/fusies van verschillende soorten eiwitten