Натрій-калієвий насос

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Механізм роботи натрій-калієвого насосу

Натрій-калієвий насос (натрій-калієва помпа, Na+/K+-АТФаза) — фермент із групи транспортних аденозинтрифосфатаз, яка відповідає за перенос іонів Na+ та K+ через клітинну мембрану.

Активний транспорт іонів Na+ і K+ застосовується для підтримки електричної збудливості нервових і м'язових клітин, є рушійною силою для транспорту цукрів, амінокислот, іонів кальцію. У стані спокою на нього затрачається третина всієї АТФ, яка утворюється у клітині.

Na+-K+-АТФ-аза — фермент, що гідролізує АТФ в присутності іонів Na+, K+, Mg2+:

АТФ + H2OАДФ + Фн

Na+/K+-АТФаза — тетрамер із молекулярною масою 270 000 Да. Велика субодиниця (M=95 000) містить ділянку, яка здійснює гідроліз АТФ, і ділянку, яка зв'язує інгібітори. Мала субодиниця (M=40 000) містить вуглеводні групи. За іншими даними, Na-K-АТФ-аза складається з 2-х поліпептидних ланцюгів із молекулярними масами 84000 і 5700, які утворюють велику й малу субодиниці білка. При гідролізі молекули АТФ відбувається транспорт двох іонів калію у клітину й виведення трьох іонів натрію з клітини. Згідно з моделлю Ярдецького, структура білка, що функціонує в якості насосу, повинна задовольняти такі умовам:

  1. мати порожнину, у якій би поміщались іони;
  2. існувати у двох конформаціях: в одній з них порожнина відкрита всередину клітини, в іншій — назовні;
  3. конформації повинні мати різну спорідненість до транспортованих іонів.

Великий поліпептид Na+/K+-АТФази пронизує мембрану наскрізь, а глікопротеїн знаходиться із зовнішнього боку. Іоннообмінні порожнини заповнюються іонами. Внаслідок конформаційної перебудови ферменту мала субодиниця входить у мембрану й обмінюється іонами з великою. Мала субодиниця виходить на зовнішній бік мембрани й іони натрію виходять назовні, а велика — відкривається всередину клітини й іони калію переходять всередину.

Згідно з теоретичними розрахунками, чотири атоми Оксигену можуть утворити натрій-специфічну комірку, а шість атомів O — калій-специфічну комірку. Припускається, що іон-зв'язуюча порожнина великої субодиниці містить 12 атомів O.

При роботі насосу відбувається обмін 3-х іонів натрію на 2 іони калію, тобто генерується електричний струм через мембрану. При цьому виникає додаткова різниця потенціалів. За 1 с проходить 100 циклів. Сила струму становить 1.6·10−17 А.

Див. також[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

  1. Костюк П. Г., Гродзинский Д. М., Зима В. Л. и др. Биофизика. — К.: Вища школа, 1988, — 504с.
  2. Кравець В. І. «Біофізика». Посібник для студентів університетів спеціальності «біологія». Івано-Франківськ, 2005, 256 с.