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Transportmoleküle

Transportantibiotika -Ionencarrier

Ionencarrier sind kleine, cyclische Peptid- oder Polyether-Moleküle, die in ihrem Zentrum Kationen über koordinative Ionen-Dipol-Wechselwirkungen binden können (Chelatbildung). Da die Chelate eine hydrophobe Außenseite haben, können sie sich in der Lipidmembranen lösen und so Ionen durch die Membran transportieren. Dieser Transport findet ohne Energiezufuhr entlang des Konzentrationsgradienten statt. Die Transportgeschwindigkeit ist neben dem Konzentrationsgradienten zusätzlich von der Fluidität der Membran abhängig.

Die Peptid-Antibiotika oder Polyether-Antibiotika werden von Bakterien gebildet. Die antibiotische Wirkung beruht auf dem Zusammenbrechen des Protonengradienten bzw. des elektrischen Membranpotenzials der Zielzelle.

Ionophore können entweder neutral sein wie z.B. Valinomycin, oder ionisierbare Gruppen enthalten wie z.B. Nigericin.

Abb.1
Ionencarrier - Transportmechanismus
Beispiel: Valinomycin

Im Valinomycin sind sechs Aminosäuren und sechs Hydroxycarbonsäuren alternierend über Peptid- und Ester-Bindungen miteinander verknüpft. Die Koordination des Kaliums erfolgt über sechs Carbonyl-Sauerstoff-Atome. Valinomycin ist ein neutraler Transporter für einwertige Kationen mit folgender Affinitätsreihenfolge: R b + > K + > > N H 4 + > N a + > L i + .

Da es, bedingt duch die Größe des Hohlraumes, eine 10.000fach höhere Affinität zum Kalium als zum Natrium hat, kann es als selektives Transportsystem für Kalium in biologischen Systemen fungieren. Durch den Transport positiv geladener Ionen durch die Membran bricht das Membranpotenzial zusammen und die Zelle stirbt ab.

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