4.3C: Transportadores ABC
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Objetivos de aprendizaje
- Resumir la función de las tres categorías principales de transportadores ABC: en procariotas, en bacterias gramnegativas y el subgrupo de proteínas ABC
Los transportadores de casete de unión a ATP (transportadores ABC) son miembros de una superfamilia de proteínas que es una de las familias más grandes y antiguas con representantes en todos los filos existentes, desde procariotas hasta humanos. Los transportadores ABC son proteínas transmembrana que utilizan la energía de la hidrólisis de adenosina trifosfato (ATP) para llevar a cabo ciertos procesos biológicos, incluida la translocación de varios sustratos a través de membranas y procesos no relacionados con el transporte como la traducción del ARN y la reparación del ADN. Transportan una amplia variedad de sustratos a través de membranas extra e intracelulares, incluyendo productos metabólicos, lípidos y esteroles, y fármacos. Las proteínas se clasifican como transportadores ABC basándose en la secuencia y organización de su dominio (s) de casete de unión a ATP (ABC).
Los transportadores ABC están involucrados en la resistencia tumoral, la fibrosis quística y una variedad de otras enfermedades humanas heredadas junto con el desarrollo bacteriano (procariótico) y eucariótico (incluido el humano) de resistencia a múltiples fármacos. Los transportadores ABC bacterianos son esenciales en la viabilidad celular, virulencia y patogenicidad.
Los transportadores ABC se dividen en tres categorías funcionales principales. En procariotas, los importadores median la captación de nutrientes en la célula. Los sustratos que pueden transportarse incluyen iones, aminoácidos, péptidos, azúcares y otras moléculas que son en su mayoría hidrófilas. La región que abarca la membrana del transportador ABC protege los sustratos hidrófilos de los lípidos de la bicapa de membrana proporcionando así una ruta a través de la membrana celular. En bacterias gramnegativas, los exportadores transportan lípidos y algunos polisacáridos del citoplasma al periplasma. Los eucariotas no poseen ningún importador. Los exportadores o efluyentes, que están presentes tanto en procariotas como eucariotas, funcionan como bombas que extruyen toxinas y fármacos fuera de la célula. El tercer subgrupo de proteínas ABC no funcionan como transportadores, sino que están involucrados en los procesos de traducción y reparación del ADN.
En los sistemas de eflujo bacteriano, ciertas sustancias que necesitan ser extruidas de la célula incluyen componentes superficiales de la célula bacteriana (por ejemplo, polisacáridos capsulares, lipopolisacáridos y ácido teicoico), proteínas involucradas en la patogénesis bacteriana (por ejemplo, hemólisis, proteína de unión al hemo y proteasa alcalina) , hemo, enzimas hidrolíticas, proteínas de capa S, factores de competencia, toxinas, antibióticos, bacteriocinas, antibióticos peptídicos, fármacos y sideróforos. También desempeñan un papel importante en las vías biosintéticas, incluyendo la biosíntesis de polisacáridos extracelulares y la biogénesis del citocromo.
Puntos Clave
- Los transportadores ABC utilizan la energía de la hidrólisis de ATP para transportar sustratos a través de las membranas celulares.
- Los transportadores ABC bacterianos son esenciales en la viabilidad celular, virulencia y patogenicidad.
- Los sustratos que pueden transportarse incluyen iones, aminoácidos, péptidos, azúcares y otras moléculas que son en su mayoría hidrófilas.
Términos Clave
- membrana: Un tejido flexible que encierra o separa formando un plano o película y separando dos ambientes (generalmente en una planta o animal).
- hidrólisis: Un proceso químico de descomposición que implica la división de un enlace y la adición del catión hidrógeno y el anión hidróxido del agua.
- Dominio de casete de unión a ATP (ABC): La familia de casetes de unión a ATP (ABC) es un grupo de proteínas que se unen e hidrolizan ATP para transportar sustancias a través de las membranas celulares.