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Passiver Transport durch Carrierproteine

Wie ist ein Carrier aufgebaut?

Ein Carrier ist ein Transmembranprotein, das seine Konformation (räumliche Gestalt) ändern kann. Der Carrier kann zwischen zwei Konformationen wechseln. Im Zustand 1 kann der Carrier ein Teilchen auf der Außenseite der Zellmembran binden, dann ändert er seine Konformation und geht in den Zustand 2 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. Anschließend geht das Carrierprotein wieder in den Zustand 1 über, so dass er erneut ein Teilchen auf der Membranaußenseite binden kann.

Natürlich ist auch der umgekehrte Transportweg möglich, also von innen nach außen.

Bei einem einfachen passiven Carriertransport erfolgt die Bewegung der Teilchen stets in Richtung des Konzentrationsgefälles. Soll der Transport der Teilchen "bergauf" stattfinden, also entgegen einem Konzentrationgefälle, dann muss ein aktiver Transport stattfinden, bei dem Energie "verbraucht" wird *).

*Energie kann bekanntlich nicht verbraucht werden, sondern die eine Energieform wird in eine andere Energieform umgewandelt.

Klapptür-Carrier

In den meisten Büchern findet man den Klapptür-Mechanismus dargestellt, wenn Carrierproteine behandelt werden.

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 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 schönes Beispiel, das 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.