BÖLÜM 2 Tıbbi Fizyolojide Hücresel Fizyolojinin Gözden Geçirilmesi
ri elektrokimyasal gradyanlarına uygun olarak kolaylaştırılmış difüzyonla ileten taşıyıcılar olarak işlev görür. Bazı proteinler ise aktive edildiklerinde iyonların hücre içine veya hücre dışına doğru hareketine izin veren iyon kanallarını oluşturur. Pompaların, taşıyıcıların ve iyon kanallarının hücre zarındaki taşıma görevleri aşağıda tartışılmıştır. Bir başka grup
protein ise, kimyasallara veya haberci moleküllere bağlanarak hücre içinde fizyolojik değişiklikleri başlatan reseptörler
olarak fonksiyon görür. Proteinler zar yüzeylerindeki reaksiyonları katalizleyen enzimler olarak da işlev görür. Söz konusu her protein grubuna ait örnekler bu bölümün sonunda tartışılmıştır.
Proteinlerin yüksüz, hidrofobik bölümleri genellikle zarın iç kısmında yerleşirken yüklü, hidrofilik bölümleri ise dış
kısımlarda yerleşmiştir. Periferal proteinler zar yüzeylerine
çeşitli şekillerde tutunmuştur. Sık karşılaşılan bir yol fosfatidilinozitolün glikozillenmiş şekillerine tutunmadır. Bu glikozilfosfatidilinozitol (GPI) kancalarına (Şekil 2-3) tutunan proteinler; alkalen fosfataz gibi enzimleri, çeşitli antijenleri, birçok hücre adezyon molekülünü (CAM) ve hücrenin
kompleman tarafından lizise uğratılmasını önleyen üç proteini kapsar. İnsanlarda 45’den fazla GPI’ye bağlı hücre yüzey proteini tanımlanmıştır. Diğer proteinler lipidlenmiştir;
yani kendilerine bağlanmış özgül lipitleri vardır (Şekil 2-3).
Proteinler miristollenmiş, palmitoillenmiş veya frenillenmiş (yani geranilgeranil veya farnesil gruplarına tutunmuş)
olabilir.
Hücre dışı sıvı
Glikoproteinin
karbonhidrat
kısmı
Transmembran
proteinleri
Fosfolipitler
Kanal
İntegral
proteinler
Periferik
proteinler
Polar bölgeleri
Hücre içi sıvı
Nonpolar bölgeler
ŞEKİL 2–2 Bir biyolojik zarda fosfolipit çift tabaka ve ilişkili
proteinlerin organizasyonu. Fosfat başına (açık daire) tutunmuş her
biri iki yağ asidi zincirine (dalgalı çizgiler) sahip fosfolipit molekülleri.
Proteinler düzensiz renkli kürecikler olarak gösterilmiştir. Birçoğu zarı
boydan boya kat eden integral proteinlerdir, ama periferik proteinler
içten ya da dıştan (gösterilmemiştir) zara tutunmuşlardır. Net görüntü
için çift tabakada yaygın olarak bulunan özgül protein eklentileri
ve kolesterol göz ardı edilmiştir. (Widmaier EP, Raff H, Strang K: Vander’s
Human Physiology: The Mechanisms of Body Function, 11th ed. McGraw-Hill,
2008’den izin alınarak çoğaltılmıştır).
Lipit zar
37
Sitoplazmik veya zarın dış yüzü
O
N
N-Miristol
Protein
Gly
COOH
H
Protein
S-Cys
S-Palmitol
NH2
O
S-Cys
Protein
NH2
S-Cys
Protein
NH2
Geranilgeranil
Farnesil
O
C
(Glikozilfosfotidilinozitol)
Hidrofobik alan
CH2
C
GPI kancası
C
C
CH
O
C
H2
O
O
O
P
O
İnozitol
O
C
Protein
O
Hidrofilik alan
ŞEKİL 2–3 Zar lipitleriyle protein bağları. Bazıları amino sonlanmalarıyla, diğerleri karboksil sonlanmalarıyla bağlanmıştır. Çoğu
fosfatidilinozitolün glikozillenmiş şekilleri (GPI bağlantıları) aracılığıyla tutunmuştur. (Fuller GM, Shields D: Molecular Basis of Medical Cell Biology. McGrawHill, 1998’den izin alınarak çoğaltılmıştır).