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Porine

Porine

Definition
Porine sind in Membranen eingebettete, meist trimere Transportproteine in Form von wassergefüllten Röhren, durch die kleinere Moleküle oder Ionen diffundieren können.

Porine finden sich in der äußeren Membran Gram-negativer Bakterien, in Mitochondrien und in Chloroplasten. Der Transport durch Porine erfolgt ohne Zufuhr von Energie; die Transportgeschwindigkeit durch die Pore ist vom Konzentrationsgradienten bzw. der Osmolarität und der molekularen Masse des Substrats abhängig.

Man unterscheidet zwischen unspezifischen und spezifischen Porinen.

Unspezifische Porine
Diese Porine transportieren Wasser (Aquaporine), Ionen und kleine hydrophile Moleküle bis zu einer molekularen Masse von ca. 600 Da. Die Selektivität dieser Porine ist nur durch den Porendurchmesser gegeben.
(Gruppen)spezifische Porine
Sie unterscheiden sich von den unspezifischen Porinen durch einen selektiv wirkenden Bereich innerhalb der Pore, der nur bestimmte Substratgruppen (z.B. Zucker oder Nucleoside) passieren lässt.
Abb.1
Schematische Darstellung des Stofftransports bei Gram-negativen Bakterien

Die meisten (und damit die am besten untersuchten) Porine stammen aus Gram-negativen Bakterien. Diese besitzen eine doppelte Membranhülle - eine innere Cytoplasmamembran und eine äußere Membran, die outer membrane (OM). Der Zwischenraum zwischen diesen Membranen heißt Periplasma. Der Stoffaustausch durch die äußere Bakterienzellwand verläuft durch Porine, während der Transport durch die Cytoplasmamembran von verschiedenen Carrier-Systemen vermittelt wird.

Struktur der Porine

Ein Porin-Molekül ist aus drei Poren aufgebaut. Jede Pore besteht aus einer Kette von 320-400 Aminosäuren, die zu einem antiparallelen ß-Fass (ß-Barrel) gefaltet sind. Im Inneren der Pore befindet sich eine Engstelle aus ionisierbaren Aminosäuren, die die Durchlass-Eigenschaften der Pore bestimmt.

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Abb.2
LamB

LamB ist ein Maltodextrin transportierendes Protein. Jeweils 18 β-Faltblattstränge bilden ein β-Barrel. Zum Größenvergleich ist in jeder Pore ein Glucose-Molekül eingeblendet. PDB-Code: 1AF6

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