Antiport
Englisch: antiport
Definition
Als Antiport bezeichnet man den simultanen Transport verschiedener Substanzen (z.B. Ionen) in entgegengesetzte Richtungen durch ein gemeinsames Transportprotein der Zellmembran. Dabei wird eine Substanz in die Zelle hinein, die andere Substanz aus der Zelle heraus transportiert. Die Transportproteine selbst heißen entsprechend Antiporter. Der Antiport ist eine Form des aktiven Membrantransports.
Nomenklatur
Der Begriff "Antiport" wird primär im Zusammenhang mit dem sekundär aktiven Membrantransport verwendet. Er taucht in der Literatur aber auch in Verbindung mit dem primär aktiven Transport auf.
Biochemie
Antiporter sind in die Zellmembran integrierte Carrier-Proteine. Sie transportieren einen Stoff entlang seines elektrochemischen Gradienten und nutzt die dabei frei werdende Energie zum Transport eines anderen Stoffes gegen sein Konzentrationsgefälle oder seinen elektrochemischen Gradienten.
Sekundär (oder gar tertiär) aktiv ist diese Transportart, weil der elektrochemische Gradient des ersten Stoffes unter Einsatz von Energie aufrechterhalten werden muss. Dies bewerkstelligen ATP-abhängige Ionenpumpen.
Ein Antiporter kann einen elektroneutralen oder elektrogenen Transport vermitteln. Elektroneutral bedeutet, dass sich die Ladungen der transportierten Stoffe ausgleichen, netto also keine Ladung verschoben wird. Dagegen findet bei einem elektrogenen Transport eine Nettoverschiebung von Ladung statt.
Beispiel
Der Natrium-Protonen-Antiporter befindet sich in der Zellmembran jeder metabolisch aktiven Zelle und reguliert deren pH-Wert. Er transportiert entlang des elektrochemischen Gradienten Natriumionen in den Intrazellulärraum und gleichzeitig Protonen gegen ihr Konzentrationsgefälle in den Extrazellulärraum. Da die Protonenkonzentration intra- und extrazellulär in etwa gleich groß sind, wird für den Transport der Protonen nach außen Energie benötigt, die durch den gleichzeitigen Transport von Natrium in die Zelle gewonnen wird. Der Natrium-Protonen-Antiporter vermittelt einen elektoneutralen Transport, da über ihn genauso viel positive Ladung die Zelle verlässt, wie über ihn in die Zelle gelangt.
Damit der für Natriumionen nach innen gerichtete elektrochemische Gradient nicht im Laufe der Zeit abgebaut wird, müssen Natriumionen kontinuierlich gegen ihren Gradienten aus dem Zytoplasma transportiert werden. Diese Aufgabe wird von der ATP-abhängigen, also primär aktiven Natrium-Kalium-ATPase übernommen, die im Austausch gegen 2 K+-Ionen 3 Na+-Ionen nach extrazellulär transportiert.
Weitere Antiporter
- Chlorid-Bicarbonat-Austauscher (Bande 3-Protein)
- Natrium-Calcium-Austauscher (NCX)
- Vesikulärer Monoamintransporter 1 (VMAT1)
siehe auch: Carrier-Protein, Symport, Uniport