89683

КАЛЬЦИЕВЫЙ НАСОС (КН)

Доклад

Биология и генетика

Источником энергии для системы активного транспорта ионов служит АТФ. Кроме того для работы АТФазы необходимо присутствие ионов . На перенос двух ионов затрачивается одна молекула АТФ но при очень высоких физикохимических градиентах это отношение изменяется с двух к одному до одного к одному.

Русский

2015-05-13

81.21 KB

0 чел.

КАЛЬЦИЕВЫЙ НАСОС (КН)

КН обеспечивает стабильно низкий уровень в цитозолях, в отличие от насоса, он выводит избыток ионов , не в межклеточную среду, а в органеллы (главным образом, в эндоплазматическую сеть). Поэтому, основные места локализации насоса находятся в большинстве типов клеток на внутренней мембране, а не на плазмолемме (что имело место для насоса). Достаточно детально изучена работа помпы в мембранах саркоплазматической сети, где ее активность наиболее высока.

Источником энергии для системы активного транспорта ионов служит АТФ. Вторым и третьим компонентом работы насоса является активированная АТФаза. Кроме того, для работы АТФазы необходимо присутствие ионов . В саркоплазматической цепи на долю АТФазы приходится около 60 % общего мембранного белка. Предполагается, что в мембране саркоплазматической сети нет другого белка, кроме АТФазы. Остальные 40 % белков принадлежат периферическим протеинам. На перенос двух ионов затрачивается одна молекула АТФ, но, при очень высоких физико-химических градиентах, это отношение изменяется с двух к одному, до одного к одному.

В механизме действия насоса выделяется три этапа:

Во-первых, сигналом к активному транспорту служит увеличение допустимого уровня ионов в цитозоле. Установлено, что постоянная связывания ионов кальция - АТФазой, имеет порядок л/моль, то есть, адсорбция ионов на транспортном ферменте происходит уже при концентрации ионов в цитозоли примерно моль/л. - АТФаза связывает не только ионы, но и ионы . Центры захвата ионов и АТФ локализованы на поверхности фермента. Эта поверхность обращена к цитозоле.

Активированная ионами транспортная АТФаза катализирует гидролиз АТФ, что является основным событием второго этапа в работе помпы. При гидролизе АТФ, от нее отщепляется концевая фосфатная группа и присоединяется к - АТФазе, которая приобретает при этом дополнительную свободную энергию равную примерно 37,4 Дж/моль. За счет этой энергии образуется фермент-фосфатный комплекс.

Третий этап работы насоса - переход ионов на противоположную сторону внутри БМ, что связано с изменением конформации АТФазы. Изменение конформации приводит к перемещению молекулы фермента в пространстве БМ. Предполагается, что происходит сдвиг подвижных групп АТФазы, на которой адсорбированы ионы. На противоположной стороне БМ транспортная АТФаза освобождается от ионов, так как ферментно-фосфатный комплекс гидрализуется, после того, как затрачивает полученную энергию на активный транспорт ионов. Вслед за гидролизом ферментно-фосфатного комплекса, происходит дефосфорилирования фермента. Возвращение - связывающих центров в исходное состояние является следствием восстановительной конформации молекулы АТФазы. Это состояние переходит в то, которое ей является свойственным в нефосфорелированном состоянии.

 насос, в отличие от насоса, не проявляет электрогенных свойств, то есть, активный транспорт ионов не сопровождается образованием разности потенциалов на БМ. Неэлектрогенность помпы обусловлена высокой проницаемостью этой мембраны для многих ионов. В этой связи, мембранный потенциал, который создается переносом ионов, сразу же падает из-за утечки других ионов.