离子泵

  grxlj ·  2008-12-04 22:06  ·  19167 次点击
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离子泵(ionpump)
膜运输蛋白之一。也看作一类特殊的载体蛋白,能驱使特定的离子逆电化学梯度穿过质膜,同时消耗ATP形成的能源,属于主动运输。离子泵本质是受外能驱动的可逆性ATP酶。外能可以是电化学梯度能、光能等。被活化的离子泵水解ATP,与水解产物磷酸根结合后自身发生变构,从而将离子由低浓度转运到高浓度处,这样ATP的化学能转变成离子的电化学梯度能。目前已知的离子泵有多种,每种离子泵只转运专一的离子。
Na+-K+泵存在于动、植物细胞质膜上,它有大小两个亚基,大亚基催化ATP水解,小亚基是一个糖蛋白。大亚基以亲Na+态结合Na+后,触发水解ATP。每水解一个ATP释放的能量输送3个Na+到胞外,同时摄取2个K+入胞,造成跨膜梯度和电位差,这对神经冲动传导尤其重要,Na+-K+泵造成的膜电位差约占整个神经膜电压的80%。若将纯化的Na+-K+泵装配在红细胞膜囊泡(血影)上,人为地增大膜两边的Na+、K+梯度到一定程度,当梯度所持有的能量大于ATP水解的化学能时,Na+、K+会反向顺浓差流过Na+-K+泵,同时合成ATP。这种可逆现象是离子泵的普遍性质。
分布
Ca2+泵分布在动、植物细胞质膜、线粒体内膜、内质网样囊膜(SER-likeorganelle)、动物肌肉细胞肌质网膜上,是由1000个氨基酸的多肽链形成的跨膜蛋白,它是Ca2+激活的ATP酶,每水解一个ATP转运两个Ca2+到细胞外,形成钙离子梯度。通常细胞质游离Ca2+浓度很低,约10-7~10-8摩尔/升,细胞间液Ca2+浓度较高,约5×10-3摩尔/升。胞外的Ca2+即使很少量涌入胞内都会引起胞质游离Ca2+浓度显著变化,导致一系列生理反应。钙流能迅速地将细胞外信号传入细胞内,因此Ca2+是一种十分重要的信号物质。线粒体内腔、肌质网、内质网样囊腔中含高浓度的Ca2+,浓度大于10-5摩尔/升,名为“钙库”。在一定的信号作用下Ca2+从钙库释放到细胞质,调节细胞运动、肌肉收缩、生长、分化等诸多生理功能。

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