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Lexikon der Biochemie: Ionophor

Ionophor, eine Verbindung, die die Permeabilität von Membranen für Ionen erhöht. Die Wirkung der I. beruht darauf, die Ionenladung zu delokalisieren und sie von der hydrophoben Region der Lipiddoppelschicht abzuschirmen. Die Mr der I. liegen typischerweise im Bereich von 0,5-2kDa. Sie besitzen sowohl hydrophobe (lipidlösliche) als auch hydrophile (ionenbindende) Regionen. Man unterscheidet zwei Arten: 1) Mobile Carrier, die innerhalb der Membran diffundieren und den Transport von bis zu 1.000 Ionen je Sekunde katalysieren. 2) Kanalbildner, die einen Kanal in der Membran ausbilden; diese sind weniger spezifisch, können aber den Transport von bis zu 107 Ionen in der Sekunde katalysieren, d. h. der Durchtritt des Ions durch die Membran ist nur durch die Diffusionsgeschwindigkeit begrenzt.
Beispiele für I.: Valinomycinist ein mobiler Carrier mit einer hohen Spezifität für den K+-Transport. Es unterscheidet zwischen K+ und Na+ in einem Verhältnis von 10.000 : 1. Gramicidinist ein Kanalbildner mit geringer Unterscheidung zwischen Protonen, monovalenten Kationen und NH

. Nigericin ist ein mobiler Carrier, der ein Proton verliert, wenn er ein Kation bindet; auf diese Weise bildet er einen neutralen Komplex, der durch die Membran diffundiert und einen elektroneutralen Austausch von K+ gegen H+ katalysiert. Entkoppler (oxidative Phosphorylierung) sind ebenfalls I., die spezifisch für Protonen sind, z. B. besitzt Carbonylcyanid-p-trifluoromethoxyphenylhydrazon (FCCP) ein ausgedehntes konjugiertes System mit delokalisierten π-Elektronen; es ist lipidlöslich und kann auch als Anion vorliegen.

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