Принцип работы натрий калиевого насоса

Принцип работы натрий калиевого насоса

Чтобы узнать, для чего эта полость нужна, ученые попробовали «испортить» ее (заменив некоторые из образующих ее аминокислот на другие) и посмотреть, какие проблемы возникнут у мутантного белка. Во-первых, выяснилось, что мутантный насос значительно утратил сродство к натрию. Но кроме того оказалось, что в определенных условиях (при повышенном мембранном потенциале) она «выплевывала» натрий гораздо охотнее, чем немутантный белок. Это могло означать, что мутация в данном участке насоса облегчает какой-то процесс, связанный с высвобождением натрия.

Исследователи провели еще ряд экспериментов и пришли к выводу, что этот загадочный процесс — высвобождение C-конца: он, как пробка, отходит от основной части белка, открывает ионный канал и впускает туда молекулы воды, которые протонируют находящийся в глубине остаток аспартата (D930). После этого натрий покидает насос и попадает во внеклеточное пространство. Всё это позволило ученым создать усовершенствованную модель работы натриевого насоса.

Принцип работы натрий калиевого насоса

Предполагаемый механизм работы натрий-калиевого насоса. 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 из обсуждаемой статьи в Nature

 

Судя по всему, он работает так. 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 полагают, что сходный механизм задействован и в работе протонного насоса, который очень похож на натриевый по своему строению.
 



Источник: popnano.ru


Добавить комментарий