Uma das características fundamentais das membranas biológicas é a permeabilidade seletiva, que funciona como uma barreira responsável por selecionar moléculas que entram e saem da célula, além da direção e da velocidade de transporte, determinando a composição química do citoplasma. As proteínas responsáveis por transportar essas moléculas são chamadas de proteínas de transporte de membrana, nesse grupo estão incluídas as proteínas do tipo canal e as proteínas carreadoras. Proteínas canais formam canais de passagem que permitem a entrada ou saída de substâncias através do transporte passivo.
As proteínas carreadoras (também chamadas de transportadoras) são proteínas integrais que se ligam a uma molécula ou íon em um lado da membrana, sofrem modificações em sua forma, e liberam este elemento do outro lado da membrana. Para que o transporte seja realizado, é necessário que a substância a ser transportada se ligue a sítios específicos da proteína carreadora. O transporte por uma proteína carreadora pode ser passivo ou ativo.
Um dos tipos de transportes realizados pelas proteínas carreadoras é o transporte passivo mediado (difusão facilitada), que é o deslocamento de uma substância de uma região de alta concentração para uma de baixa concentração, sem gasto de energia. O transporte da glicose é um exemplo de difusão facilitada realizada por proteínas carreadoras. A glicose, principal fonte de energia celular, é hidrossolúvel e por isso sua passagem pela membrana é muito lenta e incompatível com a necessidade de gerar energia.
Para o transporte da glicose é necessária a presença de proteínas carreadoras específicas, conhecidas como GLUTS, que são altamente seletivas. Existem diferentes tipos de GLUTS, que atuam nos diferentes tipos celulares e que podem promover tanto a entrada como a saída das moléculas de glicose, dependendo do gradiente de concentração. Essas proteínas transportadoras alternam-se entre duas configurações, expondo o sítio de ligação da glicose do lado de fora e do lado de dentro da célula. A quantidade de proteínas carreadoras de glicose é variável de acordo com a necessidade dos tecidos.
Proteínas carreadoras também participam do transporte ativo primário, que é o movimento de uma substância de uma região de baixa concentração para uma de alta concentração, utilizando energia sob a forma de ATP. O exemplo mais comum é a bomba de sódio e potássio. Nesse caso as proteínas atuam como bombas que levam íons potássio para o interior da célula e íons sódio para o exterior. A proteína carreadora possui três receptores para o sódio na parte que se projeta para o interior da célula e dois receptores para o potássio na parte que se projeta para o exterior da célula.
No transporte ativo secundário proteínas carreadoras podem atuar realizando o transporte de duas substâncias ao mesmo tempo (cotransporte). Podemos usar como exemplo o cotransporte de glicose juntamente com íons sódio. Nesse caso, vamos supor que existe uma elevada concentração de íons sódio no espaço extracelular, esses íons irão se mover a favor do gradiente de concentração e retornar ao interior da célula através de uma proteína carreadora. Ao mesmo tempo, a proteína carreadora transporta glicose para dentro da célula contra o gradiente de concentração. A proteína permite o deslocamento do sódio para o interior somente após a fixação da glicose. A proteína envolvida nesse processo é do tipo simporte, por que as duas substâncias se movem na mesma direção. No caso do transporte do tipo antiporte, proteínas carreadoras fazem a movimentação de duas substâncias em sentidos opostos, como ocorre quando o sódio entra na célula, a favor do gradiente químico, e o cálcio sai da célula, contra o gradiente (trocador Na+/Ca2+).
Referência:
Bouzon, Z. L., Gargioni, R., Ouriques, L. Biologia Celular, 2. Ed. Florianópolis: BIOLOGIA/EAD/UFSC, 2010. 238p.
Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/biologia/proteinas-carreadoras/