Натриево-калиевый насос

Одной из важнейших и наиболее изученных систем активного транспорта в клетках животных является натриевокалиевый насос. (Насосами обычно называют механизмы, осуществляющие активный транспорт.) Большинство клеток животных поддерживает разные градиенты концентрации ионов натрия (Na+) и калия (К+) поперек плазматической мембраны:

внутри клетки сохраняется низкая концентрация Na+ и высокая концентрация К+. Градиент Na+ используется клетками животных (как и градиент Н+ клетками растений и грибов) для поглощения котранспортируемых с Na+ веществ. Энергия, необходимая для работы натриевокалиевого насоса, поставляется молекулами АТР, образующимися при дыхании.

О значении этой системы для всего организма свидетельствует тот факт, что у находящегося в покое животного более трети АТР затрачивается на обеспечение работы натриево-калиевого насоса. Транспорт Na+ и К+ осуществляется специальным белком, который, по мнению некоторых исследователей, существует в двух альтернативных формах. Одна из них имеет полость, открытую внутрь клетки, в которую может войти ион Na+. Другая имеет полость, открытую наружу, в нее входит ион К+.

Как показано на рис. 4-10, вначале ион Na+ связывается с транспортным белком. Затем АТР расщепляется с образованием ADP, а освободившийся фосфат присоединяется к белку (белок фосфорилируется).

Это вызывает изменение конформации (формы) белка, и Na+ переносится на внешнюю сторону мембраны и высвобождается. Затем транспортный белок захватывает ион К+, что ведет к дефос- форилированию белка, возвращению его к первоначальной конформации и высвобождению иона К+ внутри клетки. Этот процесс генерирует градиент Na+ и К+ поперек мембраны.

Протонный насос растений и грибов сходен с натриевым насосом животных. Растительный белок фосфорилируется в цепи реакций, похожей на описанную выше. Несмотря на сходство в химической структуре и механизме работы фермента, эти два насоса используют разные катионы: Н+ у растений и грибов, Na+ у животных.

_{П. Рейвн, Р. Эверт, С. Айкхорн, Современная ботаника В 2-х томах, Том 1, Перевод с английского канд. биол. наук В. Н. Гладковой, проф. М. Ф. Даниловой, д-ра биол. наук И. М. Кислюк, канд. биол. наук Н. С. Мамушиной под редакцией акад. А. Л. Тахтаджяна}

AOF | 18.11.2020 16:19:34