Protéine de transport

Définition

Une protéine de transport est une protéine de membrane plasmatique, une protéine membranaire impliquée dans le mouvement des ions, des petites molécules ou des macromolécules, comme d'autres protéines à travers une membrane biologique.

Schéma d'action de protéines de transport :

Dans ce schéma d'action protéines de transport (actif) par Na⁺/K⁺ ATPase (pompe sodium-potassium), l'enzyme pousse trois ions Na⁺ hors de la cellule et deux ions K⁺ dans la cellule, allant à contre-courant du gradient dans les deux sens et utilisant l'énergie de l'hydrolyse de l'ATP.

Explications

Le transport sous membrane est, en biologie, le transport de différentes substances à travers une biomembrane. Si des parties de la membrane elle-même sont déplacées en même temps, cela est parfois appelé séparément écoulement membranaire. Voir aussi un transportome.

Rôle

Les protéines transporteuses agissent dans le transport des molécules à l'entrée et à l'extérieur des cellules. Elles sont donc aussi des protéines transmembranaires, notamment en impliquant le rôle des ionophores. Par exemple, l'hémoglobine est une protéine transporteuse présente dans les globules rouges : elle transporte l'oxygène des poumons vers les tissus du corps.

Les protéines de transport sont des protéines membranaires intégrales (vs. périphériques). Elles sont dans toute l'étendue du transport de la membrane à travers laquelle elles transportent des substances. Les protéines peuvent être utiles pour le transport de substances par diffusion facilitée ou transport actif. Ces mécanismes d'action sont connus sous le nom de transport à base de transporteurs (ou simplement transport passif médié).

Fonctionnement

Les protéines de transport fonctionnent très différemment des canaux ou des pores. Au lieu de permettre un flux relativement rapide de solutés à travers la membrane, les protéines de transport déplacent les solutés à travers la membrane en quanta discrets en se liant au soluté d'un côté de la membrane, changeant de conformation de manière à amener le soluté de l'autre côté de la membrane, puis en libérant le soluté.

✅ Les porines ont une structure similaire aux canaux ioniques, mais laissent passer des molécules beaucoup plus grosses. Un exemple sont les aquaporines. Celles-ci forment des canaux conducteurs d'eau.

Ces protéines de transport peuvent fonctionner avec des molécules de soluté individuelles comme les transporteurs de glucose, ou elles peuvent déplacer plusieurs solutés.

Les transporteurs de glucose sont des protéines de transports passifs, de sorte qu'ils ne déplacent le glucose que des concentrations les plus élevées aux concentrations les plus faibles et ne nécessitent pas de source d'énergie externe. Les quatre isoformes sont structurellement très similaires mais diffèrent dans leur distribution tissulaire au sein de l'animal : par exemple, GLUT2 se trouve principalement dans les cellules B pancréatiques, tandis que GLUT4 se trouve principalement dans les cellules musculaires et adipeuses.

D'autre part, l'exemple classique d'une protéine de transport actif, la pompe sodium-potassium (Na⁺/K⁺ ATPase), également connue sous le nom d'antiport Na⁺/K⁺, utilise l'énergie de l'hydrolyse de l'ATP pour alimenter les changements conformationnels nécessaires pour déplacer à la fois Na⁺ et les ions K⁺ contre le gradient. Dans son état de repos, la Na⁺/K⁺ ATPase est ouverte sur le cytoplasme et peut se lier à trois ions Na⁺.

Une fois que les trois Na⁺ se sont liés, le transporteur peut catalyser l'hydrolyse d'une molécule d'ATP, en éliminant un groupe phosphate et en le transférant sur l'ATPase elle-même. Cela déclenche un changement de conformation qui ouvre la protéine à l'espace extracellulaire et modifie également le site de liaison des ions afin que Na + ne se lie plus avec une affinité élevée et tombe. Cependant, la spécificité du site de liaison ionique est également modifiée dans ce changement de conformation, et ces nouveaux sites ont une forte affinité pour les ions K⁺. Une fois que les deux K⁺ se lient, le groupe phosphate attaché est libéré et un autre changement de conformation remet la protéine de transport dans sa conformation d'origine, modifiant les sites de liaison K⁺ pour permettre la libération du K⁺ dans le cytoplasme, et révélant Na⁺ affinité une fois de plus.

Transport passif à travers les protéines porteuses

Avec le transport passif à travers les protéines porteuses, la molécule est transportée d'un côté de la membrane à l'autre par des porteurs. Les porteurs se spécialisent dans des molécules très spécifiques pour lesquelles ils - comme les enzymes - ont un site de liaison. Lorsque le support se lie au substrat, il change de conformation.

À la suite de ce réarrangement, la molécule en question est canalisée à travers la membrane et libérée de l'autre côté. Chaque substance à transporter dépend de sa protéine porteuse correspondante. Alors que certains porteurs ne peuvent transporter qu'une seule molécule à la fois (uniport), ont des sites de liaison différents pour deux molécules différentes. Ils ne changent de conformation que lorsque les deux sites de liaison sont occupés. Les deux molécules sont transportées dans la même direction (symport) ou dans la direction opposée (antiport).

Il est à noter que, contrairement au transport actif secondaire, il n'y a pas de dépendance à un gradient électrique.

En rapport avec "protéine de transport"

• antiport

  

  L'antiport est un mécanisme de transport couplé de deux molécules ou ions différents à travers une membrane dans des directions opposées.

• cellule support

  

  Chez les Florideophyceae (Rhodophyta), une cellule support est une cellule portant un rameau du carpogone (rameau carpogonial).

• symport

  

  Un symport est un mécanisme de transport actif de protéines à travers une membrane dans lequel deux molécules différentes se déplacent dans la même direction.

• uniport

  

  Un uniport est un mécanisme de transport passif de protéines à travers une membrane dans lequel une seule molécule se déplace dans un seul sens.