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Passiver Transport durch Kanalproteine

Vorbemerkungen

Den passiven Transport durch Kanalproteine haben wir ja bereits im Zusammenhang mit der "normalen" Diffusion kennengelernt. Auf dieser Seite möchte ich noch einmal näher auf das Thema Kanalproteine, Ionenkanäle etc. eingehen. Wichtig ist, dass Kanalproteine nur den passiven Transport erlauben, also den Transport von Teilchen in Richtung eines Konzentrationsgefälles oder den "Bergabtransport", wie manche auch sagen.

Wie ist ein solcher Kanal aufgebaut?

Ein Kanalprotein ist ein Transmembranprotein (also ein Protein, das durch die gesamte Membran geht), das von einem in der Regel hydrophilen Kanal durchzogen ist. Dieser Kanal ist in der Regel mit hydrophilen (bzw. polaren) Aminosäuren ausgekleidet, so dass Ionen oder polare Moleküle durch den Kanal diffundieren können. Einzelheiten zum Aufbau eines solchen Kanals sowie ein schönes und anschauliches Modell zum Ausschneiden finden Sie auf der Vertiefungsseite.

Ionenkanäle

Als Ionenkanäle bezeichnet man Porenproteine, die Kationen (positiv geladene Ionen) oder Anionen (negativ geladene Ionen) passieren lassen. Ionenkanäle sind meistens recht komplex aufgebaut, so besteht ein wichtiger Natriumkanal aus vier Untereinheiten mit je sechs Helices, von denen zwei positiv geladene Aminosäuren enthalten (Einzelheiten siehe dort).

Porine

Porine ähneln Ionenkanälen, haben aber einen deutlich größeren Kanal im Innern, so dass auch große Moleküle durch den Kanal diffundieren können. Aquaporine sind spezielle Kanalproteine, durch die Wasser-Moleküle in die Zelle diffundieren können.

Steuerung von Porenproteinen

Porenproteine wie zum Beispiel Ionenkanäle können auf drei verschiedene Weisen gesteuert werden:

  • Durch Liganden (meist kleinere Moleküle)
  • Durch Veränderung der Membranspannung
  • Durch mechanische Kräfte

Einzelheiten dazu finden Sie auf der Vertiefungsseite.