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Passiver Transport durch Carrierproteine

Wie ist ein Carrier aufgebaut?

Ein Carrier ist ein Transmembranprotein, das seine räumliche Gestalt (seine Konformation) ändern kann. Der Carrier kann zwischen zwei Zuständen, nennen wie sie A und I (für Außen und Innen) wechseln. Im Zustand A kann der Carrier ein Teilchen auf der Außenseite der Zellmembran binden, dann ändert er seine Konformation und geht in den Zustand I über. Nun befindet sich das Teilchen auf der Innenseite der Membran, und der Carrier löst die Bindung zu diesem Teilchen auf. Auf diese Weise ist das Teilchen von außen nach innen transportiert worden. Auch der umgekehrte Fall ist möglich, dass also Teilchen von innen nach außen transportiert werden.

Klapptür-Carrier

In den meisten Büchern findet man zwei typische Arten von Carrierproteinen, die man als "Klapptür-Carrier" und "Drehtür-Carrier" bezeichnen könnte.

Ein Carrierprotein, das nach dem "Klapptür-Mechanismus" arbeitet.

Auf dem Bild ist ein typischer "Klapptür-Carrier" zu sehen. Der Klapptür-Carrier hat zwei verschiedene stabile Konformationen (Zustände). In der ersten Konformation ist er zum Außenmedium Raum hin geöffnet, so dass sich ein Substrat in den Carrier setzen kann. Dies geschieht in der Regel nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Dann verändert der Carrier seine Konformation. In der zweiten Konformation ist der Carrier zum Zellinnenraum hin geöffnet, und das Substrat wird in das Zellplasma entlassen. Danach klappt der Carrier wieder in die erste Konformation zurück, und ein neues Substrat-Molekül kann transportiert werden. Dieser Carriertransport funktioniert allerdings nur dann, wenn ein Konzentrationsgefälle herrscht; die Substrat-Moleküle werden dann in Richtung des Konzentrationsgefälles passiv transportiert. Der Transport durch solche Carrier geht aber wesentlich leichter, als der Transport durch die Lipid-Doppelschicht. Daher spricht man auch von einer "erleichterten Diffusion".

Auf meinen Neurobiologie-Seiten zur Arbeitsweise der Natrium-Kalium-Pumpe finden Sie eine sehr schöne Animation, die zeigt, wie ein solcher Klapptür-Carrier arbeitet. Allerdings handelt es sich bei diesem Carrier um ein Beispiel für aktiven Transport. Was man darunter versteht, habe ich auf einer eigenen Seite erläutert.

Drehtür-Carrier

Die andere Art von Carrier-Molekülen ist der Drehtür-Carrier. Hier klappt der Carrier nicht von Konformation A in Konformation B um, sondern der Carrier dreht sich um 180º und transportiert dadurch Stoffe von der einen Seite zur anderen Seite der Membran.