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PARTE 3 FUNÇÕES DE PROTEÍNAS
12.10 | IONÓFOROS Um grupo interessante de compostos sintetizados e excretados por bactérias facilita a translocação de íons inorgânicos através de membranas de outras células. Essas moléculas, chamadas ionóforos, são membros dos canais sintetizados não-ribossomicamente (ver p. 459) e são compostos de peso molecular relativamente baixo (até alguns milhares de daltons). Há dois subgrupos principais. (1) transportadores móveis, que ligam um íon e se difundem facilmente em uma membrana, e (2) formadores de canal. Alguns ionóforos importantes são listados na Tabela 12.11. Cada transportador móvel tem uma especificidade definida para íons. Valinomicina (Figura 12.59) tem uma afinidade por K+ 1.000 vezes maior do que por Na+, e A23187 (Figura 12.60) tem uma afinidade por Ca 2+ 10 vezes maior do que por Mg2+. Vários dos transportadores móveis têm uma estrutura cíclica, e o íon fica coordenado com átomos de oxigênio no centro da estrutura; a periferia da molécula consiste de grupos hidrofóbicos. Quando um íon é quelado pelo ionóforo, sua capa de água é removida e o íon é envolvido pela capa hidrofóbica. O complexo ionóforo-íon difunde-se livremente através da membrana. Como interação de íon e ionóforo é uma reação de equilíbrio, uma concentração de estado estacionário (steady state) do íon se estabelece em ambos os lados da membrana. Valinomicina transporta K+ por um mecanismo eletrogênico uniporte que cria um gradiente eletroquímico através de uma membrana, visto que transporta um K+ carregado positivamente (Figura 12.61a). Nigericina é um antiporter eletricamente neutro; seu grupo carboxila, quando dissociado, liga um íon positivo, como K+, formando um complexo neutro que cruza a membrana. Transporta um próton de volta na difusão pela membrana, levando a uma troca de K+ por H+ (Figura 12.61b). Gramicidina A é um peptídeo de 15 resíduos com D- e L-aminoácidos alternados. Em membranas, forma uma β-hélice e pode dimerizar, formando um longo segmento transmembrânico (25 Å) e um canal de diâmetro estreito (5 Å) (Figura 12.62). Resíduos polares reves-
tem o canal e grupos hidrofóbicos ficam na periferia do canal, interagindo com a membrana lipídica. A estrutura permite a passagem de água e cátions divalentes, mas não ânions. Associação e dissociação de monômeros controla a taxa de fluxo de íons. Ionóforos têm atividade de antibiótico, porque rompem o equilíbrio iônico intracelular. São também valiosas ferramentas experimentais em estudos de translocação de íons em membranas biológicas e para manipulação da composição iônica de células. L-Val
O
N
O O
D-Val
N O O
O L
D-Val
O
O H
N O
K+ L O
N
N
H
L-Val
O N
O
O
O
L-Val
O
L O
H O
O
D-Val
FIGURA 12.59 Estrutura do complexo valinomicina-K+. Abreviaturas: D-Val, D-valina; L-Val: L-valina; L, L-lactato; H, D-hidroxiisovalerato. CH3 H3C
CH3 O
H H
O
CH3 C
O NH
N
O
OH C O
NH CH3
FIGURA 12.60 Estrutura de A23187, um ionóforo de Ca2+.
TABELA 12.11 Importantes Ionóforos Composto Valinomicina
+
K ou Rb +
+
+
Ação Uniporte, eletrogênico
Nonactina
NH4 , K
Uniporte, eletrogênico
A23187
Ca2+ /2 H +
Antiporte, elétron-neutro
Nigericina
+
K /H
+
+
Antiporte, elétron-neutro +
Monensina
Na /H
Gramicidina
H +, Na +, K+, Rb +
Alameticina
BioQ.12 478
Importantes Cátions Transportados
+
K , Rb
+
Antiporte, elétron-neutro Forma canais Forma canais
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