5.10 : Passief Transport

De chemische en fysische eigenschappen van plasmamembranen zorgen ervoor dat ze selectief permeabel zijn. Aangezien plasmamembranen zowel hydrofobe als hydrofiele gebieden bevatten, moeten stoffen in staat zijn om beide gebieden te doorkruisen. Het hydrofobe gebied van een membraan stoot stoffen af, zoals geladen ionen. Dit soort stoffen hebben daarom speciale membraaneiwitten nodig om succesvol een membraan te kunnen passeren. Dit proces wordt gefaciliteerd transport, of gefaciliteerde diffusie genoemd. De moleculen en ionen worden door een membraan getransporteerd met behulp van twee soorten membraantransporteiwitten: kanalen en transporteiwitten. Deze membraantransporteiwitten maken diffusie mogelijk zonder dat er extra energie nodig is.

Kanaaleiwitten

Kanaaleiwitten vormen een hydrofiele porie die het transport van geladen moleculen mogelijk maakt, omdat de hydrofobe laag van het membraan wordt vermeden. Kanaaleiwitten zijn specifiek voor een bepaalde stof. Aquaporines zijn bijvoorbeeld kanaaleiwitten die specifiek zijn voor het transport van water door het plasmamembraan.

Kanaaleiwitten zijn ofwel altijd open of worden afgesloten door een mechanisme om de stroom van stoffen te regelen. Gated (gereguleerde) kanalen blijven gesloten totdat een bepaald ion of substantie aan het kanaal bindt, of een ander mechanisme optreedt. Gated kanalen bevinden zich in de membranen van cellen, zoals spiercellen en zenuwcellen. Spiercontracties treden op wanneer de relatieve ionenconcentraties aan de binnen- en buitenkant van een membraan veranderen als gevolg van het gecontroleerd sluiten of openen van kanaalpoorten. Zonder een gereguleerde barrière zou het samentrekken van spieren niet efficiënt plaatsvinden.

Transporteiwitten

Transporteiwitten binden aan een specifieke stof en veroorzaken een conformatieverandering in het eiwit. De conformationele verandering maakt beweging mogelijk langs de concentratiegradiënt van de stof. De transportsnelheid is daarom niet afhankelijk van de concentratiegradiënt, maar van het aantal beschikbare transporteiwitten. Hoewel bekend is dat eiwitten van vorm veranderen zodra hun waterstofbruggen worden gedestabiliseerd, is het volledige mechanisme waarmee transporteiwitten hun conformatie veranderen niet goed begrepen.

Diffusie snelheden

Hoewel gefaciliteerd transport complexer is dan eenvoudige diffusie, het kan nog steedsongelooflijk snel plaatsvinden. Kanaaleiwitten verplaatsen tientallen miljoenen moleculen per seconde, en transporteiwitten verplaatsen duizend tot miljoen moleculen per seconde.