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Lexikon der Biologie: Membranporen

Membranporen, weitgefaßter Begriff, der Öffnungen verschiedenster Art in Biomembranen bezeichnet. a) Eine Gruppe von Membrantransportproteinen (Translokatoren; Carrier, Membran, Membranproteine), die hydrophilen Kanäle, werden mitunter mit dem Begriff der „fixen Pore“ beschrieben. Sie sind für den Stoffaustausch zwischen den Kompartimenten einer Zelle bzw. zwischen Zelle und Außenwelt zuständig. Derartige Kanäle bilden durchgehende polare Wege durch Membranen, die es Ionen ermöglichen, ihrem elektrochemischen Gradienten zu folgen. Man kennt hydrophile Kanäle, die sowohl durch mehrere amphipathische Helices gebildet werden als auch – eher selten – durch β-Faltblattstrukturen (Beta-Faltblatt). Die Porine, Kanäle in der äußeren Membran gramnegativer Bakterien (Bakterienmembran), Mitochondrien und Plastiden, sind die einzigen derzeit bekannten Faltblattkanäle. b) Daneben wird auch die Durchlässigkeit von Biomembranen für kleine hydrophile Moleküle, wahrscheinlich verursacht durch spontan auftretende Fehlstellen in der Lipiddoppelschicht (Membrantransport, Membranpermeabilität), genauso mit dem Begriff Membranporen assoziiert wie auch z.B. die Kernporen (Kernporenkomplex), Strukturen definierter ultrastruktureller Zusammensetzung, welche die Kommunikation zwischen Cytoplasma und Nucleoplasma vermitteln. – Im Interesse der Forschung steht die gentechnische Entwicklung (Gentechnologie) von Membranproteinen, die künstliche Membranporen mit regulierbarer Öffnung und Schließung bilden. Mögliche Anwendungsgebiete sind die gezielte Verabreichung pharmakologischer Wirkstoffe z.B. in Krebszellen (Krebs) oder der Bau von Biosensoren für den Nachweis giftiger Chemikalien. Man nutzt die Proteine verschiedener Krankheitserreger, die sich als Poren in die Zellmembran integrieren und so die Zelle schädigen oder abtöten, z.B. α-Hämolysin (von Staphylococcus aureus) und Streptolysin O (von Bakterien der Gattung Streptococcus).

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