As proteínas transportadoras

Ao final desta aula, você deverá compreender o que são:• Proteínas transportadoras: carreadores e canais.• Aquaporinas.

objetivos

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PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS

Dentre as proteínas presentes na membrana celular de todas

as células, destacam-se aquelas cuja principal função é permitir a

passagem das moléculas que não são capazes de atravessar a bicamada

lipídica. Todas as proteínas transportadoras possuem as seguintes

características:

1. Atravessam a bicamada lipídica de um lado ao outro, isto é,

são proteínas transmembrana.

2. São do tipo multipasso, isto é, sua seqüência de aminoácidos

atravessa muitas vezes a bicamada. Muitas proteínas transportadoras

são, na verdade, complexos de duas ou mais proteínas que terminam

por formar uma região hidrofílica na membrana, permitindo assim a

passagem de moléculas hidrofílicas.

Proteína multipasso é aquela cuja cadeia polipeptídica atravessa

muitas vezes a bicamada lipídica.

3. São específicas para um tipo de molécula, isto é, um transportador

de glicose não transportará frutose, assim como a proteína que permite a

passagem de Na+ não pode ser usada para transportar K+ ou outro cátion.

COMO ATUA UMA PROTEÍNA TRANSPORTADORA

As proteínas transportadoras se dividem em duas

grandes categorias, de acordo com seu modo de atuação:

carreadoras e canais.

As carreadoras (também chamadas carregadoras)

se ligam à molécula a ser transportada em um dos lados

da membrana e a liberam do outro lado (Figura 10. 1).

Dê uma paradinha:Se você acha que proteína multipasso é isso, dê uma espreguiçada, endireite as costas e volte à aula de proteínas de membrana (número 8) para refrescar sua memória.

Bicamadalipídica

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Figura 10.1: Princípio do funcionamento de um carreador por mudança de conformação

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As proteínas carreadoras podem ser constituídas por complexos de duas ou mais subunidades, como dois carregadores que trabalham em conjunto para transportar o móvel.

Podem ser comparadas às enzimas, pois, como elas, ligam-se a um soluto

específico e sofrem alterações na sua forma até liberar esse soluto do outro

lado da membrana e reiniciar o processo com uma nova molécula; porém,

diferentemente das enzimas, não alteram o soluto que é transportado

por elas. Outro ponto importante é que cada unidade de uma proteína

carreadora transporta poucas moléculas do soluto por vez. Um bom

exemplo de carreador é a proteína que continuamente transporta a

glicose do sangue para dentro das células. Nos momentos em que um

determinado tipo celular necessita de maior aporte de glicose, isso é

feito aumentando o número de transportadores na membrana

das células, pois a velocidade com que um

carreador é capaz de atuar não se modifica.

Situações de esforço muscular, como uma

corrida, levam a esse tipo de situação;

entretanto, o tecido mais vulnerável

à falta de glicose é o nervoso.

Já as proteínas do tipo canal atuam como comportas: ao se

abrirem, formam um poro ou canal pelo qual passa rapidamente um

enorme número de moléculas (Figura 10.2). Como a imensa maioria

dos canais transporta apenas íons, são também chamados canais iônicos.

É importante ressaltar que cada tipo de canal iônico é altamente

específico para um dado íon, o que os diferencia de um simples

poro aquoso.

Figura 10.2: Esquema de uma proteína do tipo canal no estado aberto.

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Podemos fazer um paralelo entre o funcionamento de uma proteína carreadora e uma proteína canal, comparando-as ao procedimento de descarga de um caminhão de areia: se a areia vier em sacos, será necessário que os operários descarreguem saco por saco. Se o caminhão for do tipo basculante e a areia não estiver ensacada, basta levantar a caçamba e toda a areia será despejada de uma só vez. A primeira situação corresponde ao transporte via carreadores − poucas unidades por vez num ritmo constante, enquanto houver moléculas para serem transportadas. O caminhão basculante funciona como uma proteína canal, abre-se por um pequeno intervalo de tempo e uma grande quantidade de pequenas moléculas (os íons podem ser comparados aos grãos de areia) passa em pouco tempo.

AS AQUAPORINAS

A passagem de água através da membrana das hemácias é muito

rápida (podendo mesmo levar ao seu rompimento), enquanto outros tipos

celulares, como os ovócitos de peixes e anfíbios, permanecem na água dos

rios e lagos sem absorver ou perder quantidades significativas de água.

A constatação e a pesquisa em torno desses fatos levou à descoberta de

um novo tipo de proteína transportadora: as aquaporinas.

Naturalmente, as proteínas dessa família estão ausentes da

membrana dos ovócitos desses animais, para evitar que eles arrebentem

quando lançados em água doce ou desidratem quando os ovos são postos

em água salgada.

As aquaporinas formam uma família de proteínas de membrana

específicas para a passagem de moléculas de água e já foram identificadas

na membrana de muitos tipos celulares, além das hemácias. Na membrana

dos túbulos coletores dos glomérulos renais (Figura 10.3), por exemplo,

ajudam a captar a maior parte da água perdida durante o processo de

filtragem do sangue, o que diminui o volume final de urina produzido.

Ao contrário dos canais iônicos, as aquaporinas permanecem abertas

o tempo todo, permitindo a passagem da água do meio mais diluído

(geralmente o extracelular) para o mais concentrado (o citoplasma).

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Na Aula 12 você encontra o resumo sobre transporte

através de membranas.

O controle de sua atividade é feito de outra forma: quando a célula recebe

determinado tipo de estímulo (geralmente por parte de um hormônio),

moléculas de aquaporina que estavam armazenadas dentro da célula

são direcionadas a se inserir na membrana, acelerando a passagem de

água através dela.

Figura 10.3: No processo de filtração do sangue, grande quantidade de água é absorvida pelos túbulos renais, ajudando a diluir as toxinas. Parte dessa água é recuperada, voltando para o sangue, através de aquaporinas presentes na membrana do túbulo distal. Com isso, o volume de urina produzido diminui.

Na próxima aula, vamos colocar as proteínas transportadoras para

funcionar. Você verá que, em sua aparente complexidade, os processos

de transporte obedecem a um número pequeno de regras, capazes de se

adequar a todas as situações da vida celular.

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Ciência é vida!Os portadores do diabetes do tipo 2 produzem grande quantidade de urina, sempre muito diluída. Nesses indivíduos, a reabsorção de água nos túbulos renais é deficiente justamente pela falta de aquaporinas na sua membrana. Diversas outras doenças também estão associadas ao mau funcionamento dessas proteínas.

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Túbulo renal Sangue

Tudo é relativo Talvez você esteja se perguntando: serão as aquaporinas carreadores ou canais? Pense no assunto; voltaremos a ele na seção de exercícios.