Активный транспорт Первично-активный транспорт осуществляется против электрохимического

Активный транспорт.

Первично-активный транспорт осуществляется против электрохимического градиента с затратой энергии АТР 2 K+ Na+ 150 m. M 10 m. M ATP ADP +Pi K+ 5 m. M 3 Na+ 2 Ca 2+ 100 m. M ATP ADP +Pi Ca 2+ 3 m. M 3 mk. M

Типы АТФаз Семейство АТФаз Р-типа Семейство АТФаз F- и V-типа Суперсемейство АТФаз АВС

Характеристика основных типов АТФаз Р-тип F-тип V-тип ABC-тип Н+, Na+, K+, Ca 2+, Сu 2+, Mg 2+ Н+ Н+ Малые молекулы 110 -140 к. Да каталитическая субъединица α и регуляторная субъединица β Много различных субъединиц Энергия гидролиза АТР используется для транспорта ионов Синтез АТФ за счет движения ионов H+ по концентрационн ому градиенту Много различных субъединиц Использует энергию гидролиза АТР для транспорта H+ Два цитозольных и два трансмембранных домена в одной или разных субъединицах Использует энергию гидролиза АТФ для транспорта ионов и малых молекул

Локализация основных типов АТФаз Р-тип F-тип V-тип ABC-тип Плазматическая мембрана грибов, растений, бактерий, дрожжей (Н+) Плазматическая мембрана бактерий Вакуолярная мембрана растений Плазматическая мембрана бактерий (аминокислоты, пептиды, сахара) Плазматическая мембрана высших эукариот (Na/K-АТФаза) Внутренняя мембрана митохондрий Мембрана Апикальная мембрана тилакоидов париетальных клеток хлоропластов желудка (H/K-АТФаза) Плазматическая мембрана всех клеток эукариот (Ca-АТФаза) Эндоплазматический ретикулум (Ca-АТФаза) Мембрана эндосом и лизосом Плазматическая мембрана коеток, секретирующих H+ Переносчик эндоплазматическо й мембраны млекопитающих (пептиды) Переносчик плазматической мембраны (малые молекулы, фосфолипиды, лекарства)

АТФ-азы P-типа (Е 1 – Е 2 типа) • Мономеры (каталитическая α-субъединица) или гетеродимеры (каталитическая α-субъединица и регуляторная β-субъединица) • В процессе каталитического цикла формируется фосфофермент (фосфорилированный интермедиат) • В процессе каталитического цикла фермент последовательно пребывает в двух конформациях.

Мономерные АТФазы P-типа. Са 2+-АТФаза.

Строение Са 2+-АТФазы. SERCA PMCA

Каталитический цикл Са 2+- АТФазы

Конформационные переходы Са 2+- АТФазы

Регуляция активности Са 2+- АТФазы • Фосфорилирование белка Са-АТФазы протеинкиназами • Изменение свойств липидного бислоя • Олигомеризация • Низкомолекулярные лиганды • Белок-белковые взаимодействия.

Регуляция активности SERCA фосфоламбаном

Регуляция активности PMCA кальмодулином

Олигомерные АТФазы Р-типа. Na+/K+-АТФаза.

Каталитический цикл Na+/K+АТФазы

Конформационные переходы Na+/K+-АТФазы

Регуляция активности Na+/K+АТФазы • Долговременная регуляция активности на уровне экспресии – – альдостерон (почки), инсулин (мышцы, адипоциты), тироксин (мышцы, мозг, адипоциты) эпидермальный фактор роста (мышцы, эпителий). • Концентрация Na+, K+ и АТФ • Фосфорилирование α-субъединицы протеинкиназами • Олигомеризация • Влияние низкомолекулярных лигандов

Сердечные гликозиды. Дигитоксин Уабаин (g-страфонтин)

Na+/K+-АТФаза. История открытия АТФ АДФ + Фн Skou J. C. (1957) The influence of some cations on an adenosine triphosphatase from periferal nerves. Biochim. et. Biophys. Acta, 23, 394 -401. Вывод: в гомогенате нервов краба присутствует АТФаза, которая различает ионы Na+ и K+.

Роль сердечных гликозидов в регуляции сердечных сокращений Положительный инотропный эффект дигоксина на сокращение сердечной мышцы Ca 2+ дигоксин 2 K+ Ca 2+ Em ATP 3 Na+ ADP [Ca 2+]i Сокращение мышцы 3 Na

Функции Na+/K+-АТФазы в различных тканях • • • Поддержание электрохимического градиента ионов К+ и Na+ на плазматической мембране. • Градиент необходим для поддержания мембранного потенциала покоя, генерации потенциала действия. • Для обеспечения транспорта сахаров, аминокислот, медиаторов, а также ионов Сl-, Са 2+ и Н+. • Для обеспечения трансмембранного транспорта различных молекул в эпителии почек и кишечника. Регуляция объема клетки. Рецептор стероидных гормонов (уабаин и его производные), обеспечивающий различные типы ответа в разных тканях

Вторично-активный транспорт Перенос веществ с использованием энергии в виде градиента концентрации ионов. • Симпорт • Антипорт

Участие вторичноактивного транспорта в регуляции внутриклеточного р. Н • • • Na+, НСО 3 -/Cl- контранспортер, обеспечивающий вход Na+ по градиенту вместе с НСО 3 - в обмен на анион Cl-: повышает цитозольный р. Н. Na+/H+ обменник: увеличивает цитозольный р. Н Независимый от Na+ Сl-/HCO 3 - обменник: снижает р. Н внутри клетки СО 2+ ОН- НСО 3 карбоангидраза

Участие вторичноактивного транспорта в трансэпителиальном переносе

Участие вторичноактивного транспорта в регуляции объема клетки Клеточный объем регулируется за счет изменения концентрации основных неорганических (К+, Сl-) и органических (низкомолекулярные сахара, аминокислоты) компонентов, транспорт которых зависит от градиента Na+. H+ Н 2 О HCO 3 - 2 Cl- K+ Н 2 О Cl- Na+, K+ Na+ Уменьшение объема: вход ионов через ионообменники Cl- H+ норма 2 K+ К+ Увеличение объема: выход ионов через 3 Na+ каналы и ионообменники