Ragam Informasi

Pengertian Protein Saluran, Struktur dan fungsi, contoh Protein Saluran

Hisham
13/02/2019

Protein saluran adalah susunan khusus asam amino yang menyatu dalam membran sel, menyediakan lorong hidrofilik untuk air dan ion polar kecil. Seperti semua protein transpor, setiap protein saluran memiliki ukuran dan bentuk yang tidak mencakup semua kecuali molekul yang paling spesifik. Protein saluran generik terlihat di bawah ini, tertanam di dalam membran. Ion, heksagon hijau kecil, berjalan melalui protein saluran. Mereka berpindah dari area konsentrasi tinggi ke area dengan konsentrasi lebih rendah.

Seperti gambar di bawah, protein saluran mungkin ada dalam keadaan yang tetap terbuka sepanjang waktu. Ini disebut protein saluran non-gated. Protein-protein ini memungkinkan ion dan air mengalir melalui membran sel, yang biasanya bersifat hidrofobik dan akan melawan berlalunya molekul-molekul ini. Protein saluran non-gated diperlukan ketika keseimbangan air dan ion harus dibantu oleh aliran konstan air dan ion masuk atau keluar dari sel. Namun, seringkali merugikan jika dibiarkan saluran terbuka sepanjang waktu. Tipe kedua dari protein saluran mengatasi masalah ini.

difusi terbatu protein saluran
difusi terbatu protein saluran

Gated

Protein saluran gated tetap tertutup, sampai menerima sinyal kimia atau listrik khusus. Protein saluran ini sangat penting dalam banyak fungsi seluler. Kemampuan untuk menyalurkan saluran ion memungkinkan energi listrik dapat dibangun di dalam sel. Fungsi saraf sepenuhnya didasarkan pada fakta ini. Protein saluran pada permukaan sel-sel saraf bereaksi terhadap sinyal-sinyal listrik yang diciptakan oleh banjir ion melalui membran di sebelahnya. Ketika mereka terbuka, ion tumpah melalui dan meneruskan gangguan listrik. Ini dilalui sinyal sangat cepat melalui tubuh. Protein saluran gated yang bereaksi terhadap molekul sinyal dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

protein saluran gated
protein saluran gated

Fungsi Protein Saluran

Tergantung pada apakah gated atau non-gated, protein saluran memiliki fungsi yang sedikit berbeda. Protein saluran non-gated sederhana memungkinkan ion dan air mengalir dengan bebas dari satu sisi membran ke yang lain. Sementara jenis saluran ini tidak sering ditemukan pada membran sel eksternal, mereka lebih sering ditemukan dalam organel dan tempat-tempat di mana gradien ion tidak dipertahankan.

Ketika sebuah gradien ion perlu dipertahankan, protein saluran gated berfungsi menahan gelombang air sampai mereka mengisyaratkan untuk terbuka. Saluran tertutup bertindak sebagai botol yang disumbat. Air dan ion bergerak perlahan melalui membran plasma, atau tidak sama sekali. Jika protein saluran tertutup, mereka memiliki sedikit peluang untuk memperoleh keseimbangan. Sel-sel menggunakan protein-protein ini dalam banyak cara, semuanya mulai dari menyeimbangkan kadar air mereka hingga aktif membangun muatan.

Struktur Saluran protein

Sebagian besar protein saluran terbuat dari beberapa subunit protein identik yang membentuk daerah hidrofilik di pusatnya. Saluran saluran berfungsi dengan mengubah konformasi setelah menerima sinyal, memungkinkan akses ke lorong hidrofilik. Saluran non-gated biasanya dibentuk dari subunit yang sama, yang saling menempel dalam lingkaran. Sementara bagian dalam lingkaran hidrofilik, asam amino yang terpapar di dalam membran sel hidrofobik juga non-polar. Ini membantu mengaitkan protein di dalam membran. Jika protein mencoba keluar dari membran, protein akan didorong oleh gaya kutub kembali ke tempatnya.



Contoh Saluran Protein

Ketika otot-otot Anda berkontraksi, ini adalah hasil dari tindakan protein saluran gated dalam sel otot Anda. Sel-sel ini menanggapi neurotransmitter asetilkolin, yang hadir dalam jumlah tinggi di ujung sel-sel saraf. Pada sinaps atau ruang di mana mereka melepaskan neurotransmitter, sel saraf lawan mengandung banyak protein saluran yang diatur untuk menerima sinyal. Sinyal listrik yang datang ke saraf (juga didorong oleh jenis protein saluran) menyebabkan asetilkolin dilepaskan.

Neurotransmitter berdifusi dengan cepat melintasi sinaps, dan mencapai protein saluran di sisi lain. Setiap protein saluran terbuka, melepaskan ion natrium dan kalium. Gangguan listrik mengalir ke saluran khusus di dalam otot, membawa sinyal ke setiap sel otot. Di sini, kumpulan protein saluran lainnya diaktifkan. Ini melepaskan sodium, menyebabkan protein aktin dan myosin memulai gerakan merangkak mereka satu sama lain, mengkontraksi setiap sel. Hasil lengkapnya adalah kontraksi otot penuh, menggerakkan anggota tubuh atau mengoperasikan bagian tubuh.

Protein Saluran dan Protein Pembawa

Ada empat jenis transportasi yang terjadi di dalam sel. Difusi sederhana terjadi dengan molekul gas kecil, seperti oksigen dan karbon dioksida, serta banyak bahan kimia non-polar seperti hormon steroid dan obat-obatan. Molekul-molekul ini memiliki struktur kimia dan ukuran yang tepat untuk melewati membran sel.

Molekul yang bermuatan lebih, yang hidrofilik, memiliki waktu yang sulit melewati membran. Ini termasuk ion, air, dan gula seperti glukosa. Protein saluran membawa sebagian besar difusi difasilitasi. Sementara bahan kimia masih bergerak ke arah konsentrasi mereka (dari tinggi ke rendah), mereka diberi jalan tembus melalui membran sel. Ini memungkinkan mereka untuk bergerak mendekati kecepatan difusi.

Namun, tidak semua difusi difasilitasi atau terbantu dilakukan oleh protein saluran. Protein pembawa, protein yang mengikat dan mengangkut molekul melintasi membran, juga terlibat dalam difusi terbantu. Molekul besar seperti glukosa tidak dapat melewati lorong sempit yang dibuat oleh protein saluran. Protein pembawa yang dikenal sebagai uniporter mengikat molekul glukosa satu per satu. Tindakan pengikatan menyebabkan perubahan konformasi dalam protein, yang menyebabkannya untuk menyimpan molekul di sisi berlawanan dari sel. Protein pembawa ini beroperasi tanpa energi, dan memindahkan molekul ke bawah gradien konsentrasi mereka.

Ketika zat perlu dipindahkan terhadap gradien konsentrasi mereka, dibutuhkan protein pembawa yang lebih rumit. Transpor aktif adalah proses menggunakan protein pembawa dan menyalakannya dengan interaksi dengan ATP untuk memindahkan molekul melawan gradien. Energi dibutuhkan karena molekul secara alami ingin berdifusi, dan menyebar. Dibutuhkan banyak energi untuk memindahkan beberapa ion dan molekul, tetapi diperlukan untuk cara hidup berevolusi. Protein pembawa lainnya telah berevolusi untuk ko-transport. Dengan mengangkut molekul ke bawah gradien konsentrasinya, molekul lain dapat bergerak melawan gradiennya. Tipe protein pembawa ini memungkinkan sel untuk mengangkut bahan menggunakan gradien ion yang mereka buat dengan protein pembawa ATP lainnya.

Perbedaan utama antara protein saluran dan protein pembawa adalah stereospesifisitas. Sementara protein saluran hanya memungkinkan molekul berukuran tertentu untuk lolos, mereka tidak mengikat molekul. Protein pembawa memiliki situs aktif, yang harus diikat oleh bahan kimia yang diangkut. Situs ini akan mengikat secara khusus hanya satu molekul, dan berusaha untuk mengangkut molekul ini sendirian. Tindakan pengikatan adalah apa yang memungkinkan berlalunya molekul besar melalui membran sel.

Biologi