Membranen. U. Albrecht

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1 Membranen

2 Struktur einer Plasmamembran Moleküle gegeneinander beweglich -> flüssiger Charakter Fluidität abhängig von 1) Lipidzusammensetzung (gesättigt/ungesättigt) 2) Umgebungstemperatur Biologische Membranen = flüssiges Mosaik. Flip-flop -> selten (translokatoren), nur Cholesterin kann Seiten leicht wechseln

3

4 Fluidität und Temperatur oberhalb der Übergangsemperatur unterhalb der Übergangstemperatur

5 Micellen und Lipiddoppelschichten Micellen

6 Lipiddoppelschicht Zur Anzeige wird der QuickTime Dekompressor GIF benötigt. Liposom Liposom modifiziert für Wirkstoff Abgabe

7 Detergentien solubilisieren Zellmembranen

8 Membranen können fusionieren und Vesikel bilden Fusion Vesikelbildung

9 Membranlipide Phospholipide: Phosphatidyl-cholin (lecithin), phosphatidyl-ethanolamine, phosphatidyl-serin, phospohatidyl-inositol, Sphingomyelin Cholesterol: in Memmbranen tierischer Zellen, ausnahme: innere Mitochondrienmembran Glykolipide: auf äusseren Seite der Plasmamembran Membranlipide = amphiphatische Moleküle, polarer hydrophiler Kopf, unpolarer hydrophober Schwanz Hydrophobe Wechselwirkungen und van der Waals-Kräfte halten Membranen zusammen.

10 Membranproteine Integrale Membranproteine: transmembranhelices, eine oder mehrere, schwimmen in Lipidschicht Periphere Membranproteine: Lipidanker bindet sie an Membran oder an integrales Membranproein gebunden Funktionen: Rezeptoren, Transporter, Enzyme Glycoproteine: in Erythrocytenmembran bestimmen deren Zuckeranteile die Blutgruppe

11 Membranen in einer tierischen Zelle Membranen zeigen Polarität, d.h. innere (dem Cytoplasma zugewandte) und äusere (dem Cytoplasma abgewandte) Seite der Membran sind unterschiedlich in ihrer Zusammensetzung Leberzelle

12 Funktionen der Membranen

13 Zusammensetzung von Membranen

14 Durchläsigkeit der Membranen spezialisierte Transportproteine nötig

15 Passiver Transport Transport entlang dem Konzentrationsoder Ladungsgradienten Angetrieben durch Konzentrationsgradient z.b. Glucose Aufnahme aus dem Blut in die Zellen

16 Aktiver Transport Transport entgegen dem Konzentrationsoder Ladungsgradienten -> zusätzliche Energie nötig oder Kopplung an einen freiwillig ablaufenden Transportprozess (= sekundär aktiver Transport) Z.B in Darmepithelzellen Glucose transport mit Na+ ge- Fälle gekoppelt. Membranen regulieren: Volumen der Zelle ph Wert sie erzeugen: Ionen-Gradienten -> oxidative Phosphorylierung und Erregbarkeit von Muskel und Nervenzellen

17 Transportprozesse Kriterien für spezifischen Transport: Leberzelle 1. Saturierbarkeit 2. Spezifität des Transportes 3. Inhibitoren AS Darmepithelzellen Erythrocytenmembran

18 Transportproteine Glucose Transporter (GLUT) Binden von Glucose -> Konformationsänderung -> Transport aussen nach innen

19 Porin Bakterien (gram negativ) Transmembranprotein in Bakterien. Ähnliche Membranproteine in höheren Organismen Bilden gap junctions.

20 gap junctions

21 ATPasen Ca-ATPase des sarcoplasmatischen reticulums ATPasen: Transport von Molekülen durch Membranen unter ATP Verbrauch (aktiver Transport) Unterschiedliche Moleküle transportiert: Kationen (Ionenpumpen) Peptide (Peptidpumpen) Unpolare Verbindungen (Pharmakon-Transporter) Ionenpumpen können einen elektrochemischen Gradienten erzeugen

22 Na+/K+ austauschende ATPase 1. Struktur Zelläusseres Zellinneres Glycoprotein aus vier Untereinheiten Abwechselnde Phospohrylierung und De-Phosphorylierung Konformationsänderungen Ständige Aktivität dieser Ionenpumpe -> 3 Na+ Aus der Zelle, 2 K+ in die Zelle -> Ungleichgewicht von Na+ und K+ Ionen zwischen Zelläusserem und innerem. Dies ist typisch für tierische Zellen

23 Na+/K+ austauschende ATPase 2. Mechanismus

24 Nikotinischer Acetylcholinerezeptor

25 Nikotinischer Acetylcholinerezeptor Präsynapt. Membran Acetylcholin

26 Spezialfunktionen von Phospholipiden Phosphatidylcholin in Lunge erniedrigt Oberflächenspannung in Lungenalveolen -> kein kollabieren der Alveoli

27 Surfactant in Lunge TypII Pneumocyt synthetisiert Komplex aus Proteinen und Lipiden -> In multivesikuläre Körper -> Daraus entsetehen die lamellären Körper -> Inhalt wird in Extrazellulärraum sezerniert-> Assoziation zum tubulären Myelin das mit Wasser assoziiert die Grenze zur Luft bildet. An Grenze Wasser-Luft -> Phosphatidylcholin

28 Phosphatidylinositol dient der Signalübertragung

29 Glykolipide und Glykoproteine charakteristische Oligosacharidgruppen sind die Grundlage für Das ABO Blutgruppensystem

30 GPI -Proteine = Glykosyliertes Phosphatidyl inositol gebunden an Protein

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