Калий натрий насос клетки

Калий натрий насос клетки

Справа: АТФ превращается в АДФ, отдавая фосфат и энергию. Слева: идёт обмен своего Na на чужой K.

Калий натрий насос клетки

Видеофильм тут: youtu.be/6o6GCP3ROqo

В 2010 году был предложен новый механизм работы натрий-калиевого насоса — мембранного белка Na+,K+АТФазы. К этому процессу подключили ион водорода — протон (H+).

На первом рисунке в правой части изображён ключевой участок этого транспортного белка. Это полость, ведущая от C-конца белка к аминокислоте аспартату, куда сядет цитоплазматический протон. Палочка указывает на аспартат (D930), показанный красным; Y1019 и Y1020 — остатки тирозина; желтым цветом показаны участки, мутации в которых вызывают гемиплегическую мигрень с сильными головными болями. Изображение взято из статьи в Nature.

На втором рисунке справа показана обычная упрощённая схема работы ионного насоса, а ниже рассмотрена более свежая гипотеза его работы.

Калий натрий насос клетки

Рассмотрим предполагаемый механизм работы натрий-калиевого насоса на рисунке слева.

Зеленые кружки — ионы натрия, красные квадратики — ионы калия, черные кружки с плюсом внутри — протоны, голубые шарики — вода, красный цилиндр — C-конец белка; римскими цифрами показаны сайты связывания ионов, Е1Р, Е2Р и так далее — так называются состояния насоса; D930 — остаток аспартата, с которым связывается один из протонов, Е958 — остаток глутамата, с которым связывается другой протон, Y1020 — остаток тирозина, расположенный на C-конце белка; extracellular — внеклеточное пространство, intracellular — внутриклеточное пространство. Изображение взято из статьи в Nature.

Пусть вначале в насосе «сидят» три иона натрия на своих сайтах связывания и один протон на глутаматном остатке. Ионы натрия могут выйти во внеклеточное пространство только тогда, когда C-конец белка поменяет свое положение и перестанет затыкать ионный канал и по этому каналу пойдет вода, которая протонирует остаток аспартата (где находится сайт связывания для натрия). Когда ионы натрия выходят во внеклеточное пространство, им на смену приходят ионы калия. Тот протон, который был на глутамате, переходит на аспартат, а тот, что был на аспартате, покидает белок по открытому ионному каналу. Ионы калия входят во внутриклеточное пространство по одному каналу, а протон, который был на аспартате, — по другому. На смену ионам калия приходят ионы натрия. На глутаматный остаток «садится» протон, и цикл повторяется.

Авторы, предложившие данный механизм работы насоса, полагают, что сходный механизм задействован и в работе протонного насоса, который очень похож на натриевый по своему строению.

Источник: Hanne Poulsen, Himanshu Khandelia, J. Preben Morth, Maike Bublitz, Ole G. Mouritsen, Jan Egebjerg, Poul Nissen. Neurological disease mutations compromise a C-terminal ion pathway in the Na+/K+-ATPase. // Nature. V. 467. P. 99–102. 02 September 2010. Doi:10.1038/nature09309.



Источник: kineziolog.su


Добавить комментарий