Matakuliah Transport Membran
-
Upload
stefanie-garner -
Category
Documents
-
view
276 -
download
21
description
Transcript of Matakuliah Transport Membran
Suarsana 1
I Nyoman Suarsana 1
TRANSPORT MEMBRAN
I NYOMAN SUARSANA
LABORATORIUM BIOKIMIABAGIAN ILMU-ILMU DASAR
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN2009 I Nyoman Suarsana 2
TOPIK
Mekanisme transpor membran• Jenis tranpor membran• Saluran dan pori• Endositosis dan Eksositosis
OsmosisTranspor biomolekul
I Nyoman Suarsana 3
TUJUAN PEMBELAJARAN
Mampu mengidentifikasi tipe prosestranspor membranMampu menjelaskan pentingnyasistim transpor membran danpasangannyaMenjelaskan osmosis, endositosis daneksositosisMenjelaskan traspor biomolekul danenergi
I Nyoman Suarsana 4
Bahan Bacaan1. Suarsana dan Artika. 2002. Sel dan
Biomembran. Penerbit Univ. Udayana. Halaman:106-148
2. Murray et. al. 2003. Biokimia Harper. Penerbit Buku Kedokteran. EGC Halaman: 499-507
3. Baynes et al. 2005. Medical Biochemistry. Penerbit Elsivier Mosby. Halaman:80-83
4. Meisenberg dan Simmons. 2005. Principles of Medical Biochemistry. Penerbit ElsivierMosby. Halaman: 209-215
I Nyoman Suarsana 5
☛Organel metabolisme sel (fungsi berbeda)☛Pertukaran zat ke dalam - luar sel (transportasi)☛Sifat Transportasi : Istilah Permeabilitas Membran (K)
☛Organel metabolisme sel (fungsi berbeda)☛Pertukaran zat ke dalam - luar sel (transportasi)☛Sifat Transportasi : Istilah Permeabilitas Membran (K)
●Untuk Dapatmengalami metabolismebiomolekul harus dapatmasuk kedalam sel atauorganel.
● Produk metabolismeharus bisa keluar dariorganel sel
I Nyoman Suarsana 6
Eukariotik
Prokariotik
Suarsana 2
I Nyoman Suarsana 7
Permeabilitas MembranPermeabilitas Membran
Permeabilitas Membran (K)
V Ce - CioK = Ln
At Ce - Ci(t)
dimana V : volume selA : luas permukan selCe : konsentrasi luar selCio : konsentrasi substrat awal di bagian
dalamCi(t) : konsenrasi subtrat setelah waktu t di
bagian dalam
Permeabilitas Membran (K)
V Ce - CioK = Ln
At Ce - Ci(t)
dimana V : volume selA : luas permukan selCe : konsentrasi luar selCio : konsentrasi substrat awal di bagian
dalamCi(t) : konsenrasi subtrat setelah waktu t di
bagian dalamI Nyoman Suarsana 8
I Nyoman Suarsana 9 I Nyoman Suarsana 10
TYPES OF TRANSPORT PROCESSES
Transpor pasif• Difusi Pasif atau Difusi Sederhana atau
Diffusi Bebas (simple diffusion)• Diffusi Terpacu atau Diffusi dengan
bantuan (facilitated diffusion)Transport AktifTransport Kelompok
I Nyoman Suarsana 11
TRANSPORT MEMBRANES
TYPES OF TRANSPORT PROCESSESSimple Diffusion
I Nyoman Suarsana 12
Simple diffusionPerbedaan GradienKepekatan Luar dan Dalam sel
Tidak Bersifat Stereospesifik( Bisa bentuk L atau D)
Diffusi Molekul Bermuatan Listrik sangatKecil dengan cara ini
Berlangsung Sangat Lamban
Suarsana 3
I Nyoman Suarsana 13
Types of Transport Processes
Simple diffusion (passive transport).• Hydrophobicity adalah penting untuk
memudahkan molekul kecil, molekulnonpolar, dan molekul polar tidakbermuatan (O2 and ethanol) melewatimembran
• Dinamika gradien konsentrasisederhana (Simple concentration gradient dynamics)
• Umumnya tidak melibatkan protein pembawa (no carrier proteins)
I Nyoman Suarsana 14
Tranport and energy coupling
Simplediffusion
Facilitateddiffusion
Aktiftransport
Energy
I Nyoman Suarsana 15
TRANSPORT OF MEMBRANES
TYPES OF TRANSPORT PROCESSESTransport Mediated by Membrane Proteins
I Nyoman Suarsana 16
I Nyoman Suarsana 17 I Nyoman Suarsana 18
Types of Transport Processes
Transportasi yang di mediasi oleh protein membran• Bekerja dengan salah satu dari 2 mekanisme:
• Facilitated diffusion.• Active transport.
Difusi dengan fasilitasi (Facilitated diffusion)• Saluran (membrane proteins) = acquaporins. • Terutama melibatkan pergerakan di dalam air• Tidak memerlukan energi• Molekul kecil, molekul tidak bermuatan• Kecepatan Difusi tidak meningkat terus,
Tp akan mencapai tingkat laju maksimum
Suarsana 4
I Nyoman Suarsana 19
Transport kinetics: Difusi fasilitasi Vs difusisederhana• Kecepatan difusi sederhana berbanding lurus
dengan konsentrasi substrat• Difusi fasilitasi adalah proses kepekatan:
• Saluran Transporter protein menjadi jenuhdengan subtrat
• Kecepetan lebih besar dibandingakn dengandifusi sederhana
• Bersifat Stereospesifik (Selektif)
Types of Transport Processes
I Nyoman Suarsana 20Facilitated diffusion
I Nyoman Suarsana 21
TRANSPORT OF MEMBRANES
TYPES OF TRANSPORT PROCESSESActive Transport Processes
I Nyoman Suarsana 22
Active transport.• Perpindahan substansi (zat) melawan gradien
konsetrasinya (Rendah - Tinggi) dan Proses iniperlu Energi
• Melibatkan transpor molekul-molekul besar, contoh:• Polar dan atau molekul bermuatan• Amino acids and proteins.• Sugars.
• Perlukan bantuan protein sebagai pengangkutyang dapat bersifat sangat khusus untuk molekulyang diangkut serupa dengan fenomena substratenzim
Active Transport Processes
I Nyoman Suarsana 23
Energi transpor aktif dari mana ??1. Oksidasi mll rantai Transpor elektron
dlm Mitokondria.2. Hidrolisis ATP oleh ATPase yang terikat
Membran.3. Gradien Ion hasil kegiatan enzim-
enzim pada membran
I Nyoman Suarsana 24
Suarsana 5
I Nyoman Suarsana 25
Transporters and chanelCoformational
change
Transporterschanel
I Nyoman Suarsana 26
ATP = energy di dalam sel
• ATP – hydrolized = ADP + Pi (energi bebas).
Primary vs secondary sistim transport aktif.
• Primary = menggunakan ATP secara langsung
• Secondary = menggunakan gradien elektrokimia(sebagai bentuk energi simpanan) of Na+ and H+
dan atau potensial membran yang dihasilkan olehproses transpor aktif untuk memindahkan molekul
• Sugars.
• Amino acids.
Active Transport Processes
I Nyoman Suarsana 27
Apa yang dimaksud dengan gradient elektrokimia?• Suatu kombinasi dari gradien tegangan
(potensial membran) dan gradienkonsentrasi ion melewati membran
• dua kekuatan yang bereaksi sama atauberlawanan arah tetapi memiliki suatupotensi dimana mereka mempunyaienergi yang tersimpan untuk memanduproses tersebut.
Active Transport Processes
I Nyoman Suarsana 28
Sistim pengangkutan dapat dijelaskan dalampengertian fungsional menurut jumlah molekulyang bergerak dan arah gerakan:
• Uniporters (satu molekul, arah sama)
• Synporters (2 molekul, arah dan waktubersamaan)
• Antiporters (2 molekul, arah beda, waktubersamaan)
Prinsip adalah bergeraknya satu substrat melawangradien konsentrasinya dapat pandu olehbergeraknya substrat yang lain (biasanya kation-kation seperti Na+ atau H+) menurunkan gradiennya
Active Transport Processes
I Nyoman Suarsana 29 I Nyoman Suarsana 30
Suarsana 6
I Nyoman Suarsana 31
Primary active transport system = memompa ion adalah bagian yang paling penting.
• Called:
• Ion transporting ATPases.
• Pump ATPases.
• Example – Na+/K+-ATPase membatumempertahankan gradien ion cellular = transmembrane protein.
• Menciptakan satu gradien electrokimia dariNa+ yang menghasilkan daya penggerakuntuk penyerapan nutrien dan menurnkangradien electrokimia di dalam transmisi syaraf .
Active Transport Processes
I Nyoman Suarsana 32
Example – Na+/K+-ATPasemembantu mempertahankangradien ion cellular• Na+ = konsetrasinya di luar
sel 10x lebih besardibandingkan dengan didalam sel ini menyebabkanaktivitas pompa ion.
• Na+/K+ ATPase adalahelektrogenetik, yang memompa 3 ion Na+ keluar dan 2 ions K+ kedalam sel = sehingga didalam menjadi potensialmembran negatif.
Active Transport Processes
I Nyoman Suarsana 33 I Nyoman Suarsana 34
I Nyoman Suarsana 35
TRANSPORT MEMBRANES
TYPES OF TRANSPORT PROCESSESTransport by Channels & Pores
I Nyoman Suarsana 36
Transport by Channels & PoresSaluran dan pori adalah suatu terowongan ( tunnels) yang melibatkan perpindahan ion melewatimembranPerubahan konformasi oleh voltage atau liganddapat menyebabkan fenomena membuka ataumenutup saluran (channels)• Cirinya:
• Fungsi dalam perpindahan ion• Perpindahan yang terjadi lebih cepat
dibandingkan melalui transporters.• Tipe:
• Voltage-gated.• Ligand-gated.• Signal-gated.
Istilah pori (bakteri), saluran (untuk mamalia)
Suarsana 7
I Nyoman Suarsana 37 I Nyoman Suarsana 38
Pori (Pores).
• Non-selective.
• Membatasi perpindahan sesuai ukuran molekul
• Menghendel molekul-molekul kecil seperti air
• Tipe pori penting, contoh.• Gap junctions (celah hubungan) = kelompok
pori-pori kecil– Dibentuk diantara 2 sel membran– Ukuran Molecules < 1 kDa untuk bisa
lewat pori– Untuk komunikasi antar sel.
• Nuclear pores.
Transport by Channels & Pores
I Nyoman Suarsana 39 I Nyoman Suarsana 40
I Nyoman Suarsana 41 I Nyoman Suarsana 42
Suarsana 8
I Nyoman Suarsana 43
I Nyoman Suarsana 44
TRANSPORT MEMBRANES
CONTOH SISTIM TRANSPOR DAN PASANGANNYA (TRANSPOR KELOMPOK)
I Nyoman Suarsana 45
Glucose transporters (uniporters).
Ca2+ transport dan mobilisasinya di dalamotot.
Peranan Na+/K+ -ATPase dalam pengambilanglukosa.
Pompa Proton didalam perut.
SISTIM TRANSPOR DAN PASANGANNYA (TRANSPOR KELOMPOK)
I Nyoman Suarsana 46
I Nyoman Suarsana 47 I Nyoman Suarsana 48
Suarsana 9
I Nyoman Suarsana 49 I Nyoman Suarsana 50
ENDOSITOSIS DAN EKSOSITOSIS
Sistim transpor yang telah didiskusikan sebelumnyaadalah berlaku pada aliran molekul atau ion disepanjang membran utuh (pada sel eukariot)
Pada sel prokariot (bakteri) pergerakan molekul kedalam-luar sel melalui mekanisme endositosis daneksositosis
Endositosis adalah proses yang melibatkanpenyerapan makormolekul oleh membran plasma dan membawanya ke dalam sel melalui lapisanlipida.
Eksositosis adalah kebalikan dari endositosis dansering digunakan oleh sel untuk membuang materiyang tidak diinginkan (produk samping)
I Nyoman Suarsana 51
MIKROGRAF DARI ENDOSITOSIS
I Nyoman Suarsana 52
I Nyoman Suarsana 53 I Nyoman Suarsana 54
Osmosis: difusi air melewati permeabilitasmembran yang berbeda. Perbedaanpermeabiliats membran terletak padaukuran yang memenuhi lembaran membran1. Isotonik2. Hipotonik (konsentrasi larutan di luar sel
< di dalam sel)=sel bengkak3. Hipertonik (konsentrasi larutan di luar sel
> di dalam sel) = sel mengkerut
OSMOSIS
Suarsana 10
I Nyoman Suarsana 55
I Nyoman Suarsana 56
TRANSPOR BIOMOLEKUL DAN ENERGI
I Nyoman Suarsana 57
Golgi
glucosetransporter
Step1 - insulin bindingand signal transduction
(signal)
-PP-
Step 2translocationFrom Golgi
Step 3Binding and fusion
Step 4Glucosetransport
Step 5Receptor inactivation
Step 6translocation back to Golgi
Glucose
TRANFORTASI GLUKOSAI Nyoman Suarsana 58
I Nyoman Suarsana 59 I Nyoman Suarsana 60Pengangkutan ATP-ADP dan Pi dari proses fosforilasi melalui
membran dalam mitokondria oleh transporter.
Suarsana 11
I Nyoman Suarsana 61
TERIMAKASIH