Liganden für Kanäle, Poren und Transporter

Abstract

Die Zelle ist die kleinste strukturelle und funktionelle Einheit aller Lebewesen. Einzeller bestehen nur aus einer einzigen solchen Einheit. Bei komplexen Organismen wie dem Menschen kommen 1013–1014 Zellen zusammen. Zellen sind aufgrund ihres Aufbaus zum Stoffwechsel befähigt. Sie besitzen eine komplexe Architektur, die direkt mit ihrer Funktion im Zusammenhang steht.Wegen des hohen Grads der Zelldifferenzierung in höher entwickelten Organismen kann man nicht von einer typischen repräsentativen Zelle sprechen. Alle Zellen sind mit einer Membran umgeben. Sie sorgt dafür, dass die Zellen eine eigenständige abgeschlossene Einheit darstellen. über diese Membran müssen Signale vermittelt werden. Systeme, die dieser Aufgaben nachkommen, wurden in den Kapiteln 28 und 29 besprochen. Aber auch Stoffaustausch muss möglich sein, damit die Zelle mit den für ihre Funktion entscheidenden Substanzen versorgt wird. Der selektiven Durchlässigkeit der Membran kommt somit eine besondere Bedeutung zu. Amphiphile Stoffe können selbst passiv durch die Membran diffundieren. Beispielsweise besitzen die in Kapitel 28 diskutierten Steroidhormone diese Eigenschaft. Polare Verbindungen wie Aminosäuren, Peptide oder Zucker überwinden die Membran nicht auf passivem Weg, sie sind aber für die Versorgung der Zelle essenziell. Daher verfügen die Zellen über spezielle Transporter, die teilweise hoch selektiv, teilweise aber auch mit erstaunlicher Promiskuität arbeiten. Da der Substanztransport der polaren Verbindungen in aller Regel gegen Konzentrationsgradienten erfolgt, gelingt dies nur unter Einsatz von Energie. Die Natur koppelt dazu die Aufgabe eines solchen Transporters an eine energieliefernde Reaktion. In biologischen Systemen dient dazu in erster Linie die Hydrolyse der Triphosphat- Einheit im ATP.