物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸(1)(編輯修改稿)
2025-05-27 02:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ， 酶的構(gòu)象恢復(fù)原狀 ， 于是與 K+結(jié)合的部位轉(zhuǎn)向膜內(nèi)側(cè) ， K+與酶的親和力降低 ， 使 K+在膜內(nèi)被釋放 ， 而又與 Na+結(jié)合 。 其總的結(jié)果是每一循環(huán)消耗一個(gè) ATP；轉(zhuǎn)運(yùn)出三個(gè) Na+， 轉(zhuǎn)進(jìn)兩個(gè) K+。 鈉 鉀泵的結(jié)構(gòu) Na+K+ATP pump can catalyze the formation of ATP under laboratory condition ? 鈉鉀泵對(duì)離子的轉(zhuǎn)運(yùn)循環(huán)依賴自磷酸化過程（ ATP上的一個(gè)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到鈉鉀泵的一個(gè)天冬氨酸殘基上，導(dǎo)致構(gòu)象變化），所以這類離子泵叫做 Ptype。 ? Na+K+泵的作用： ? ① 維持膜的離子梯度差和 滲透性 ，調(diào)節(jié)細(xì)胞的體積和驅(qū)動(dòng)某些細(xì)胞中的糖和氨基酸的運(yùn)送。 ? ② 維持膜電位，保持低 Na+高 K+的細(xì)胞內(nèi)環(huán)境，成為可興奮性細(xì)胞，如肌肉和神經(jīng)細(xì)胞等的活動(dòng)基礎(chǔ)。一旦離子通道開放，電位逆轉(zhuǎn)，就形成了神經(jīng)沖動(dòng)或肌肉收縮； ? 地 高辛、烏本苷等強(qiáng)心劑作用機(jī)理 ：抑制心肌細(xì)胞 Na+K+泵的活性，從而降低鈉鈣交換器效率 ,使內(nèi)流鈣離子增多 ,加強(qiáng)心肌收縮 ,因而具有強(qiáng)心作用； Mg2+和少量膜脂有助提高于其活性。 （二）鈣離子泵 ? 又稱 Ca2+— ATP酶 ， 有約 10個(gè)跨膜 α 螺旋 。 ? 作用：維持細(xì)胞內(nèi)較低的鈣離子濃度 （ 細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度107M， 細(xì)胞外 103M） 。 ? 類型： – 屬于 P型離子泵 ， 其原理與鈉鉀泵相似 ， 每分解一個(gè)ATP分子 ， 泵出 2個(gè) Ca2+。 位于肌質(zhì)網(wǎng)上的鈣離子泵占肌質(zhì)網(wǎng)膜蛋白質(zhì)的 90%。 – 鈉鈣交換器 （ Na+Ca2+ exchanger） ， 屬于反向協(xié)同運(yùn)輸體系 ， 通過鈉鈣交換來轉(zhuǎn)運(yùn)鈣離子 。 Ca2+ 泵的工作原理：類似于 Na+ K+ 泵 在細(xì)胞質(zhì)面有同 Ca2+結(jié)合的位點(diǎn)，一次可以結(jié)合兩個(gè) Ca2+， Ca2+結(jié)合后使酶激活，并結(jié)合上一分子 ATP，伴隨著 ATP 的水 解酶被磷酸化， Ca2+泵構(gòu)型發(fā)生改變，結(jié)合 Ca2+的轉(zhuǎn)到細(xì)胞外側(cè) 被釋放，此時(shí)酶發(fā)生去磷酸化，構(gòu)型恢復(fù)到原始的靜息狀態(tài)。 存在位置： Ca2+泵主要存在于所有真核細(xì)胞的細(xì)胞膜和某些細(xì)胞器 （如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、葉綠體核液泡）膜上，它將 Ca2+輸出細(xì)胞或 泵入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中儲(chǔ)存起來，以維持細(xì)胞內(nèi)低濃度的游離 Ca2+。 Ca2+泵在肌質(zhì)網(wǎng)儲(chǔ)存 Ca2+，對(duì)調(diào)節(jié)肌細(xì)胞的收縮與舒 張至關(guān)重要。 Ca++ ATPase Maintains low cytosolic [Ca++] Present In Plasma and ER membranes Model for mode of action for Ca++ ATPase Conformation change Ca2+ATP酶激活機(jī)制 ▲ Ca2+/鈣調(diào)蛋白復(fù)合物的作用 當(dāng)細(xì)胞內(nèi) Ca2+濃度升高時(shí) ， Ca2+同鈣調(diào)蛋白結(jié)合 ， 形成活性復(fù)合物 ， 該復(fù)合物同細(xì)胞質(zhì)膜的 Ca2+ATP酶 的抑制區(qū)結(jié)合 ，釋放激活位點(diǎn) ， 泵開始工作 。 （ 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)型的 Ca2+ATP酶沒有鈣調(diào)蛋白的結(jié)合域 ） ▲ 蛋白激酶 C的作用 蛋白激酶 C使抑制區(qū)磷酸化 ， 從而解除抑制作用； ▲ 由上可以看出 ， 在 Ca2+ATP酶的羧基端有三個(gè)功能位點(diǎn) (區(qū)域 )∶ 同激活位點(diǎn)結(jié)合區(qū) 、 同 CaM結(jié)合區(qū) 、 磷酸化位點(diǎn) 。 二、 V型質(zhì)子泵和 F型質(zhì)子泵 （ 1） V型質(zhì)子泵 ：又稱膜泡質(zhì)子泵，存在于動(dòng)物細(xì)胞胞內(nèi)體、溶酶體膜、破骨細(xì)胞和某些腎小管的質(zhì)膜以及植物、酵母和其他真菌細(xì)胞液泡膜上，利用 ATP水解供能從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中逆 H＋ 電化學(xué)梯度泵出 H＋ 進(jìn)入細(xì)胞器，以維持細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) pH中性和細(xì)胞器內(nèi) pH酸性。 （ 2） F型質(zhì)子泵 ：又稱 H＋ － ATP合成酶（ F1F0－ ATPase），存在于線粒體內(nèi)膜、植物細(xì)胞類囊體膜和細(xì)菌質(zhì)膜上， H＋ 順濃度梯度運(yùn)動(dòng)，所釋放的能量耦聯(lián) ATP合成。 如線粒體磷酸化和葉綠體光合磷酸化 （ 3） P型離子泵 ： 載體蛋白利用 ATP使自身磷酸化，發(fā)生構(gòu)象的改變來轉(zhuǎn)移質(zhì)子或其它離子，如植物細(xì)胞膜上的 H+泵、動(dòng)物細(xì)胞的 Na+K+泵、Ca2+離子泵， H+K+ATP酶（位于胃表皮細(xì)胞，分泌胃酸）。存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞膜上。 Four types of ATPpowered pumps 三、 ABC 超家族 ? ABC轉(zhuǎn)運(yùn)器 （ ABC transporter） 最早發(fā)現(xiàn)于細(xì)菌 ， 屬于一個(gè)龐大的蛋白家族 ， 每個(gè)成員都有兩個(gè)高度保守的 ATP結(jié)合區(qū) （ ATP binding cassette） ， 故名 ABC轉(zhuǎn)運(yùn)器 。 他們通過結(jié)合 ATP發(fā)生二聚化 ， ATP水解后解聚 ， 通過構(gòu)象的改變將與之結(jié)合的底物轉(zhuǎn)移至膜的另一側(cè) 。 ? 每一種 ABC轉(zhuǎn)運(yùn)器只轉(zhuǎn)運(yùn)一種或一類底物 ， 不同的轉(zhuǎn)運(yùn)器可轉(zhuǎn)運(yùn)離子 、氨基酸 、 核苷酸
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