Pompe ion

Video: Neuronii Curs 3 - pompa de sodiu-potasiu

pompe de ioni mecanisme moleculare numite localizate în membrana și capabilă de a transporta material energia care este eliberat după clivarea ATP sau orice alt tip de energie.

Aceste mecanisme sunt rezultatul adaptării evolutive organismelor la schimbările în compoziția ionică a mediului. Potrivit Grennera D. (2004), proteinele păreau să funcționeze bine în mediul de ocean primar conținând predominant K⁺ și Mg²⁺. De-a lungul timpului, compoziția oceanului sa schimbat și a devenit ioni predominante Na⁺ Ca și²⁺. Prin urmare, a fost nevoie de un mecanism care limitează concentrațiile acestor ioni în celule, dar menținându-le K⁺ și Mg²⁺. Acest mecanism a devenit pompa de sodiu și calciu. Acesta din urmă este capabil să mențină între citozolică și gradient de fluid extracelular concentrație de 1000 de ori Ca²⁺. Ca rezultat, astăzi toate organismele multicelulare Na⁺ Ca și²⁺ au fost principalii ioni ai mediului extracelular. Acestea din urmă servi mediator intracelular pentru multe procese metabolice care utilizează hormoni sau alte substanțe biologic active care produc schimbări rapide tranzitorii ale curentului ionilor prin membrana plasmatică și compartimentele intracelulare între.

Activitatea pompei biologice are anumite caracteristici. În primul rând, - deplasarea ionilor inversează direcția așteptată a difuziei conjugat cu clivaj paralel al ATP. Rata temperaturii transportului ionic sensibil, stimulatorilor sau inhibitori funcționează asimetric, adică părțile interioare și exterioare ale membranei în moduri diferite. Principala proprietate caracteristică a ionului pompe ioni de transfer este într-o singură direcție, și anume vector.

Pompele de ioni sunt un obstacol major pentru creșterea entropiei în biosferă. Există doar trei: protonic, sodiu și calciu. Toate celulele vii conțin pompe de protoni. In organisme superioare actioneaza ca un proton generatoare pompă de ATP prin energia eliberată în transportul transmembranar de ioni de hidrogen, în gradientii concentrațiilor de câmp și de ioni electrice. La animalele inferioare și plantele sunt nu numai pompe de protoni, generatoare, dar pompe motoare care transporta H⁺ electrodiffusion împotriva forțelor datorate energiei ATP sau din alte surse externe de alimentare. pompa de protoni în plante și microorganisme trebuie să salveze cușca de puternice influențe externe - variații de temperatură, presiune osmotică, impacturi mecanice, etc. Prin urmare, aceste celule sunt protejate de un înveliș dur de polizaharidă, care este diferit în compoziție din membranele celulare animale.

Spre deosebire de generic sodiu pompa de protoni și de calciu se găsesc numai la animale. În acest caz, sodiul este asociat cu activitatea în primul rând al țesutului nervos și conjunctiv, iar calciul este revelat numai în mușchi. Spre deosebire de proton, ei răspund la schimbările în raporturi ale elementelor din interiorul celulei, stabilizarea și reglarea animalelor acțiune de comunicare și intracelulare. Luați în considerare mecanismul de acțiune al pompei biologice mai mult.

Video: Cum Ion Pompe de lucru

pompă de protoni

După cum sa menționat, toate celulele folosesc același mecanism de cuplare a energiei se obține prin oxidarea în principal din carbohidrați și acizi grași (uneori - proteine ​​sau TC) în matricea mitocondrială, activitatea pompei de protoni legat de membrană. pompei de protoni este universală, adică poate funcționa ca un generator și ca motor. In modul generator de energie transformă câmpul electric și concentrația diferențială a ionilor de hidrogen (gradient de protoni) În energie chimică, care este stocată sub formă de ATP. adenozin trifosfat este „moneda de energie“, a celulei, care sa dovedit Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină 1953 FA. Lipmann.

Specia sunt protoni fotosintetic unitate de pompare cloroplaste și unitățile respiratorii mitocondriile. Ei tolerează ionul hidroniu transmembranar (H₃O⁺) Prin absorbție a luminii sau oxidarea compușilor organici. In ambele cazuri, ionii sunt transportate într-o singură direcție, adică, vector. gradientul de protoni este utilizat ATP-sintaza pentru sinteza ATP, per mol de ioni de hidroniu portabile au spus stocate energie de aproximativ 24 kJ.

Pompa de protoni mitocondriale transportă ioni de hidrogen H⁺ pe de o parte a membranei interioare la alta, în spațiul intermembrane. Cu acest set de pe membrana interioară gradient de protoni electrochimice - PGE (diferența pH pe ambele părți ale membranei, &Delta-pH), Care, împreună cu potențialul transmembranar (&delta-&Psi) vă permite să înceapă procesul de generare a energiei. Participă enzimă H⁺ - tranlotsiruyuschaya ATP sintaza, situată în membrana mitocondrială internă. Sintetizează ATP de adenozin-difosfat 5` (ADP) și fosfat anorganic (Pi). Astfel, protoni curg înapoi în matricea mitocondrială. Procesul de conversie enzimatică în metaboliții de oxidare numit energie fosforilării oxidative. Astfel, ATPsintaza se execută în direcția opusă față de ATPazei. Întreaga idee că sinteza ATP asociat cu un transfer de energie de protoni prin gradientul de concentrație, este numit teoria hemoosmoticheskoy (Mitchell, 1961). În 1978, Mitchell a primit pentru această lucrare Premiul Nobel pentru chimie.

Trecerea unui electron în procesul de oxidare de la un acceptor la altul, de la un nivel superior la o stare de energie mai mic, se realizează Sistemul de transfer de electroni (lanț respirator - DC). Se compune din trei complexe de proteine ​​încorporate în membrana internă a mitocondriilor și doi transportatori mobile moleculara - ubichinonă (coenzima Q) și citocromului c. În general, există 15 transportatori. Toate acestea fac parte din gama enzimelor redox, și sunt aranjate în ordinea crescătoare a potențialelor -0.4-.8 kJ mol.

Energia eliberată în tranziția de la un set la altul, este utilizat pentru a transporta protoni în spațiul intermembrane. De fapt, în lanțul de transport de electroni respirator se produce între atomii metalici coordonează gruparea prostetică de complexe de proteine, cu fiecare afinitate de electroni mai complexă ulterioară decât cea anterioară. Deoarece cea mai mare afinitate pentru electroni are O₂, este receptor finit lanț de transport de electroni pentru a forma apa.

Principalele surse de energie în celula normală de funcționare sunt carbohidrați și grăsimi. Carbohidrații sunt oxidate în ciclul de reacții de schimb numite glicoliză, în care distinge 10 reacții enzimatice separate. reacție Rezumat glicoliză este după cum urmează:

glucoză + 2ADP + 2Pi + 2DNA⁺ 2 piruvat + 2 NADH + 2 Asia-Pacific,

unde Pi - fosfat anorganic.

Aceste reacții de oxidare parțială apar în citoplasmă. Piruvatul rezultat este apoi transportat în matricea mitocondrială, care este oxidat complet. mai întâi acetil-CoA (via piruvatdehidrogenazei), Și apoi ciclul acidului citric (ciclul Krebs, sau ciclul acidului tricarboxilic - CTLs), în care electronii eliberați de a migra de-a lungul tsepi- respirator în care se produc alte molecule de ATP. Ca rezultat, oxidarea completă a moleculei de glucoză 1 formează 38 molecule de ATP după cum se arată în diagrama (fig. 1).

Fig. 1. Conducerea oxidarea moleculelor de glucoză

In mod similar, se oxidează și acizii grași obținuți prin clivarea trigliceridelor insolubile în citoplasmă. Ele se încadrează în matricea mitocondrială sub forma acil-CoAderivați de și complet oxidat în ciclul &beta--oxidare, 4, care utilizează reacția enzimatică. Moleculele rezultate acetil-CoA oxidat mai departe prin ciclul TCA printr-un mecanism descris. Esența reacțiilor care apar în ciclul TCA este de a obține electroni de mare energie transportată reșapate midadenindinukleotidom-nicotină (NADH) și recuperat adenin dinucleotid flavin (FADH₂). În acest caz NADH, care este un intermediar de înaltă energie livrează rapid electronii din matricea mitocondrial în lanțul respirator la membrană lor interioară. În ceea ce privește FADH₂, l folosind acil-CoAdehidrogenază dă electroni direct la ubichinonă, în sistemul de transport de electroni.

Primul tip de grupări protetice sunt Flavin enzime. Ele sunt derivați de riboflavină (vitamina B₂) Flavin mononucleotid - FMN și adenin dinucleotid Flavin - FAD, primind electroni de la succinat, oxidat prin ciclul TCA. Reacția este un transfer direct de atomi de hidrogen sau o pereche de doi electroni din substrat la forma oxidată de riboflavină inele izoalloksazinovogo în molecule FMN sau FAD. Formele reduse (FMNFf₂ și FADH₂) Electronii transferat mai departe. Deși în cele mai multe cazuri, descrierea Flavin dehidrogenazelor cu privire la conținutul în ele din orice metal nu menționează, de fapt, ele contin proteine, ioni nonheme coordonate Fe²⁺.

Al doilea tip de purtători (citocromilor) Asociate cu grupul geminovoy în care ionul de fier este complexat cu o porfirină. Acești vectori atom central de fier trece dintr-o formă oxidată de Fe³⁺ la Fe redus²⁺, transferul unui electron. După cum sa menționat mai sus, modificarea valența atomului central este citocromilor de fier difera de hemoglobină, în care este coordonat hemul Fe²⁺, care îi permite să efectueze liganzi (O₂ și CO₂).

Un al treilea tip de purtători de electroni sunt proteine ​​fier-sulf, în care 2 sau 4 atomi Fe legat covalent la atomul S resturile de cisteină ale lanțului polipeptidic, pentru a forma un centru de fier-sulf. transferul de electroni este același cu cel al citocromul, adică o schimbare în valența ionilor Fe.

Al patrulea tip sunt purtătorii conținând cupru citocromului c oxidaza. Ei electroni de transfer are loc prin schimbarea valența atomilor de cupru (B²⁺ - B⁺). În acest caz, cuprul este gemosvyazannym cu fier hem în centrul bimetalului și participă la etapa finală de transfer de electroni.

Astfel, electronii complexe I sunt transferate de la NADH pe FMN sau FAD, mai departe - pentru proteine ​​de fier. II complexe pot fi luate în considerare succinat dehidrogenaza. Transferul de electroni complex III de la citocromul tip b 2 subiecți și subiecții cu tipul și₁. implicat în continuare în lanț IV complex citocromului c oxidaza, subiecte bimetalic a și un₃ 2, care sunt centru de cupru. direct de la O₂ interacționa B⁺ și hem un₃. atunci când restaurarea O₂ a produs un anion puternic bazic O^{2 *}, se leagă spontan pentru a forma 2 protoni de apă (Faller, Shields, 2004- Tabelul. 1).

Tabelul 1. Componentele lanțului respirator

Uneori, aici, lanțul respirator ATP sintaza numit V complex, cu toate că această enzimă nu este implicată în transferul de electroni. Cu toate acestea, se închide în mod logic lanțului de transport de electroni, transformarea gradientul de protoni care rezultă în sinteza ATP. In plus, ATP este transferat din matricea spatiului intermembrane mecanismului mitocondrie împotriva antiporter ADP, iar apoi prin porins pătrunde în citoplasmă.

Mecanismul sintezei ATP

ATP este sintetizat ATP sintaza în cantități mari. La repaus, într-un adult de zi cu zi convertit cantitate de ATP-ul este aproximativ jumătate din greutatea corporală și cu efort considerabil, poate ridica aproape de tone. Pentru clarificarea detaliilor procesului de sinteză ATP în 1997 P. Boyer (P.D. Boyer), D. Walker (J.E. Walker) și J. Skou (J.C. Scou) a primit Premiul Nobel pentru Chimie.

ATP sintaza este format din două părți: încorporat în membrana canal de protoni și proteină catalitică subunitate. Canalul de protoni (factorul F₀) Conține 3 specii de polipeptide hidrofobe cu greutate moleculară de 100-150 mii. Da (1 a, 2 b și 9-12). O altă parte a enzimei este o proteină sferică (factorul F₁) Cu o greutate moleculară de aproximativ 500 mii. Da. Se compune, cel puțin 9 subunități (3 - &alfa-, 3 - &beta-, și 1 - &gamma-, &delta-, &epsilon-). factor F₁ ușor de spălat membrana cu solvenți slabi. &beta - subunitățile conține 3 centre active, implicate în transferul de protoni în ciclul de formare a ATP. energia de transfer de protoni este consumată mai ales în rotația uneia dintre subunități, care provoacă con schimbare conformationala alte doua și eliberarea ATP format în a doua fază a ciclului, în celulă (fig. 2).

Fig. 2. imagine simplificată a sintetazei ATP.

ATP sintaza funcționează într-un mod foarte specific. Majoritatea enzimelor se leagă și eliberează substraturi și produse spontan, dar pentru reacția catalitică deplină necesită energie. Dimpotrivă, într-o moleculă de energie sintetazei ATP nu este necesară pentru sinteza ATP din ADP și P1 și la ADP și adăugarea de fosfat la enzimă, urmată de eliberarea de ATP. Excedentul (surplus) din energia stocată în ATP. &gamma-, &și delta- &epsilon - subediiitsy se rotesc într-un cilindru format din alternativ &și alfa- &beta - subunități. Această rotație promovează schimbări structurale în &beta-, modificând capacitatea sa de legare în timpul ciclului (Fig. 3).

Fig. 3. "-Schimb Legare" Mecanismul de formare a ATP (în Boyer)

Boyer a numit ATP sintaza „masina moleculara“. Acesta poate fi comparat cu o moară de apă. F_o - fluxul de roți, protoni - curentul de cădere de apă, ca modificări structurale în F₁ asigură formarea unui ciclu de rotație a trei molecule de ATP.

Modul motorului Pompa de protoni, ca și celelalte două, datorită energiei de ATP crea între celule și diferență de potențial electrochimic medie. În acest caz, energia poate fi utilizat potențial de membrană nutrienți vector - proteine ​​de transport (permează) - pentru furnizarea de substanțe celulele de natură chimică diferită și valoarea energetică. Spre deosebire de pompele, permează construite simetric în raport cu mediul înconjurător, și să lucreze în ambele direcții equiprobably, nici un vector. Direcția de deplasare depinde de condițiile externe și nu prin structura enzimei. Prin urmare, un astfel de sistem este desemnat ca "psevdonasosy“.

specificitate pentru substraturi prezintă o permează, inclusiv grup. Ei efectuează transferul activ datorită ATP sau alți compuși bogate de energie, de exemplu, fosfoenolpiruvat. mecanisme de transport active reprezintă trei (figura 4): 1. Uniporter, când o singură substanță este transferată într-o singură direcție (de exemplu, glucoza in celulele hepatice) - 2. symport, atunci când două sau mai multe substanțe sunt transportate într-o singură direcție (de exemplu, aminoacizi și glucoză, împreună cu ionii na⁺ în epiteliul intestinal) - 3. antiport, atunci când există un schimb de molecule în moduri diferite (de exemplu, HCO₃ pe CI membrane eritrocitare sau ATP la ADP din matricea spatiului intermembrane mitocondriilor).

Fig. 4. Transportul activ al ionilor și moleculelor datorită energiei hidrolizei ATP

In acest caz, glucoza și aminoacizii pot veni în interiorul celulelor roșii din sânge nu sunt transportate numai în mod activ, ci și prin difuziune facilitată de permează tip Uniporter. În acest caz, molecula transferată în eritrocit imediat fosforilată și astfel își pierde capacitatea de a părăsi celula, adică, în exterior, acest proces are proprietățile vectorului. Specificitatea permeazei pentru glucoză ( "D-hexoză„) Este că poartă numai izomerul D. Este o proteină de membrană integrală cu o masă moleculară de 45 kDa.

Transferul majorității moleculelor solubile printr-o membrană biologică mediată de purtători sau proteine ​​canal. Canalele permit transferul ionilor prin membrana este foarte rapid, până la 10⁸ ioni / s pe canal. O astfel de rată de transfer de ioni, datorită faptului că proteinele de canal în transferul ionilor dintr-o parte a membranei la cealaltă nu sufere modificări conformaționale. Aparent, complexele proteice în formă de membrană în centrul porilor de proteine ​​cluster. Acești pori pot fi deschise sau închise, ca răspuns la un produs chimic sau un semnal electric. În acest caz, se poate produce numărul de procese, de exemplu, asociată cu o scădere bruscă a barierei hematoencefalice și rezistența ducând la intrarea în celulele nervoase ale ionilor polivalenți Al³⁺ sau Mn²⁺. Ulterior, apare tulburări ale reacțiilor neurochimice din creier si se termina cu boli nervoase.

In contrast, proteine ​​canal, transportatorii implicați în ciclul de transport, suferă o schimbare conformațională. Cu toate acestea, ele sunt rotite in membrana, astfel încât situsul de legare a substanței de a fi transportată este tras mai întâi unul și apoi în partea opusă a membranei. Vectorii de transfer de substanță activă se potrivesc cu transferul de electroni, prin hidroliza ATP sau fosfoenolpiruvat, absorbția luminii sau transferul ionic comun. De obicei, transferul mediat vector de substante prin membrana apare la câteva ordine de mărime mai lent decât transportul prin canale.

pompa de sodiu (na⁺/ K⁺-comunică ATPazei)

Funcția principală a acestei pompe - menținerea unui organism viu electrolit homeostaziei. Nu numai că reglează intracelular concentrare ioni, dar, de asemenea, generează diferența de potențial electric pe membrana. Această pompă este situată pe mitocondrie carcasa interioară. Rezultatul acțiunii sale este descrisă în tabelul. 5. Schimbul de ioni are loc împotriva electrodiffusion forțelor. În repaus, Ma⁺/ K⁺-ATPazei folosește o treime din ATP generat în organism.

Pompa stimulează partea interioară a membranei numai ATP și na⁺, și din exterior - numai K⁺. Pe măsură ce temperatura crește fluxul na⁺ de celule crește. Inhibata de un inhibitor specific al pompei - cardiac glicozidic „oubaynom“ (= ouabaină, strophanthin G) - numai pe partea exterioară a membranei. In, celula generală de schimb pompa de sodiu na⁺ pe K⁺ a mediului. Ca și alte pompe de ioni, sodiu Se compune din două componente principale - enzimă și canal de ioni.

Acest sistem ATPase aparține grupului de proteine ​​de transport, și detectate în membrana plasmatică toate celule animale. Prin natura sa, este o glicoproteina, format din 4 subunități (2 mari citoplasmatice &alfa-₂, și 2 mici, orientate spre afara celulelor &beta-₂). Subunitatea mare (120 kDa) sunt implicate în ciclul de reacție de fosforilare-defosforilarea, de fiecare dată cu schimbarea stării lor conformaționale. Centrul pompa activă atașează ATP la limita interioară a membranei și în prezența na⁺ și mg²⁺ fosforilate de fosfat de scindare din ATP. Rezultat ADP afară în citoplasmă și centrul activ al enzimei și aliniați ionii de fosfat clivate na⁺.

Datorită enzimei ATP clivaj energie activat își schimbă orientarea și forma în interiorul membranei și este rotit în direcția mediului. Din celulele 3 sunt împinse ion na⁺, iar celula primește două ion K⁺ printr-un por central, care este „deschis“, subunitatea mică (55 kDa) a acestui sistem. După reacția de schimb ionic pe partea exterioară a sitului de schimb ionic membranar al enzimei este rotit la starea inițială și scindează ion 2 K⁺ și fosfat anorganic (P_n) În interiorul celulei. Ciclul apoi se repetă.

Acesta a stabilit că na⁺/ K⁺-ATPazei foarte specifice pentru a partaja na⁺ și nu funcționează pe orice alta la înlocuirea acestor ioni. În același timp, enzima la aproape neizbiratelen K⁺. Acest ion este ușor de înlocuit, de exemplu, rb⁺, Cs⁺, NH₃⁺, tl⁺ și tl³⁺. Astfel, deoarece fosfatul este scindată de ATP se leagă la situsul activ, ATP generează configurația stereospecificitatea situsul activ al pompei de sodiu.

Datorită distribuției inegale a ionilor selectiv între celulă și mediu apare o diferență de potențial electric pe celula sau alta membrana. Potențialul de membrană pe toată durata de viață a celulei rămâne aproape neschimbat (0.07-0.09 in). Aceasta înseamnă că 5x10 dimensiune membrană^-9 m creează un câmp electric puternic, cu o putere mai mare de 100 de mii. / cm. Pompa aduce în mod constant de celule sarcină pozitivă (schimb de 3NA⁺ 2K⁺), Crearea unui potențial de natură electrică diferență nondiffusion. Acest câmp electric păstrează toate celulele pompelor ionice.

Membrana celulară exterioară este în mod normal impermeabil la K⁺. Violarea acestei reduceri a permeabilității membranei evidențiată prin concentrația de K⁺ sânge integral și o creștere în plasmă. Modificarea formatului Na / K în sânge în raport cu valoarea normală (aproximativ 1,5), este însoțită de o încălcare a sistemului și electroliților homeostazia manifestat tulburări cardiovasculare și neurologice, cum ar fi aritmii, parestezii și paralizie. În funcție de țesutul particular la care funcționează pompele, sunt prezentate și alte tulburări specifice. De exemplu, în țesutului nervos în caz de excitație puternică a pompei de sodiu și potențiala electrogen diferență generată împiedică să le trece prin celulele neuronale Axon următorul grup de impulsuri. Se pare că pompa limitează fluxul de informații menținând în același timp stabilitatea canalului de operare transmiterea impulsurilor nervoase. Ca direcția vectorului (într-o singură direcție), propagarea înapoi a impulsului datorită dispozitivelor de caracteristici între celulele nervoase imposibile. Aparent, această proprietate poate fi explicată prin creștere în timp deteriorarea celulelor sistemului nervos și a creierului nervoase prinse în ionii de metale grele (Al, Mn, Pb, Cu și colab.), in boala Parkinson, Alzheimer, Wilson și altele.

pompa de calciu (Ca-ATPazei miozina)

Ca este una dintre cele mai importante biologic elemente implicate în metabolismul diferitelor organe și țesuturi de animale este foarte diversă. Acesta poate fi absorbit pasiv de către celulă, care trece prin membrană sau prin gradientul de concentrație, sau câmp electric sau schimbate pentru ionii de sodiu. Cu toate acestea, unele funcții ale corpului sunt prevăzute cu transfer de numai consumatoare de energie Ca²⁺, de exemplu, contracția fibrelor musculare, în cazul în care Ca²⁺ acționează ca al doilea mesager.

Pentru a înțelege pompa de calciu este necesară pentru a analiza pe scurt structura fibrei musculare și mecanismul său de contracție. Proteinele alungite de la un capăt al fibrei musculare la alta, reprezintă două filamente contractile - actina și miozina. Odată cu reducerea musculare care aluneca una în alta, iar relaxarea de a reveni la poziția sa inițială. membrana de fibre musculare pătrunsă prin intermediul rețelei, numită reticulul sarcoplasmic (CP). Element contractile (inokomma) Constă dintr-un număr de filamente actomiozin și CP, acesta din urma arata ca in interiorul membrana celulelor din fibre vpyachennaya care înconjoară elementul contractile.

In repaus celulele miofibrilă concentrare Ca²⁺ mici (sub 10 ⁵ M), în timp ce este semnificativ mai mare în CP (10 ^3eu M). O concentrație ridicată este prevăzută în CP Ca²⁺-ATPElementele de bază și este susținută de o proteină acidă specială kalsekvestrina (55 kDa). Potențialul de acțiune care vine din membrana plasmatică motor neuron endplate depolarizează prin conductele transversale ale sistemului T, care sunt invaginare tubulară a membranei celulare și este strâns contact cu myofibrils. Ca rezultat, proteină de membrană tensiune controlată ("SR-picior") Membrană Adiacent SRZ deschide Ca²⁺-canale de descărcare Ca²⁺ spațiul dintre actină și miozină filamentelor la un nivel >10 ⁵ M. Aceasta declanșează eliberarea de reducere a miofibre (Fig. 5).

Fig. 5. Schema pompei de calciu

Mecanismul acestei descrieri proces este după cum urmează: eliminat Ca²⁺ asociate cu C-subunitate troponina, rearanjarea structura sa. complexul troponina miozina pauze si elibereaza molecula de a lega actină cu porțiunea miozină care începe ciclul de reducere. După el, nivelul Ca²⁺ scade datorită inversa transferul activ în CP, troponina C dă Ca²⁺, complex troponina-tropomyosin molecula actina preia poziția sa inițială, blocând ciclul actina-miozina. relaxarea musculara se produce. În celulele eucariote Ca²⁺ Ea poate comunica nu numai cu troponina C, dar, de asemenea, cu proprietăți similare calmodulină și parvalbumin. Un astfel de complex este direct legată de Ca-pompa.

Deoarece concentrație mare Ca²⁺ în citoplasmă, datorită efectului citotoxic al ionului este de nedorit, ea scade rapid din cauza numeroase transporturi foarte active Ca-TFCnoțiunile de bază. Chimic, ele reprezintă proteolipidă. Se estimează că moleculele pompei de calciu ocupă treilea membrana de suprafață a țesutului muscular. Hidroliza unei molecule de ATP este transportat în vezicule CP 2 ioni Ca²⁺. La fel ca pompa de sodiu, în cazul în care situsul activ se leagă la ATP și 2 Ca²⁺ membrana din citosol, apoi se rotește în interiorul balon ejectat Ca²⁺ și ADP, și primește apoi poziția de pornire. Astfel, contracția musculară - este un lucru mecanic expending de energie furnizată de hidroliza ATP. Catalizează hidroliza ATP în sine miozina, și în absența Ca²⁺ ATP degradare și reducerea myofibrils dispar complet. SHTF probabil site-ul de legare și Ca²⁺ pe miozinei reciproc competitiv.

Numeroase studii au arătat că un conținut crescut Ca²⁺ în interiorul celulei este precedat de dezvoltarea morții celulare programate (apoptoza). reducerea numărului de multe ori Ca²⁺ Se amână începerea apoptozei. La inițierea acestui proces afectează, de asemenea, conținutul Zn²⁺, a unor acțiuni Ca²⁺ antagonic.

Influența acestor cationi afectează în primul rând pe membranele celulare schimba, in curs de apoptoza. două tipuri de enzime sunt activate în timpul apoptozei - endonuclează de, clivarea ADN în secțiunile interioare ale nucleosomes și transglutaminază de țesut, legarea covalentă proteine ​​la membrana prin formarea isopeptide legături. Zn²⁺ blochează apoptoza printr-un mecanism de suprimare a activității endonucleazică. În plus, acești cationi afectează activitatea antioxidantă a sistemului prin reacția cu un metal de coordonare a enzimelor sistemului, în primul rând Fe și B.

În evoluția tranziției din mediul apos, cu un conținut ridicat Ca²⁺ existenței terestre a fost dezvoltarea de mecanism complex conjugat al homeostazei ion, deoarece este citotoxic pentru a preveni schimbări bruște ale concentrației Ca²⁺ în fluidul extracelular. În acest mecanism, rolul principal este jucat de trei hormoni - paratiroid (PTH), calcitriol (Vitamina E) și calcitonina (CT). Mecanismul de homeostaziei de calciu este foarte eficient, iar atunci când nu funcționează, există o varietate de stări patologice, inclusiv durata de viață a organismului este redus drastic.

Comune de calciu și sodiu pompe proprietate este întotdeauna transporta sarcini pozitive din celula asimetrici în mediul extracelular, numai pompa de sodiu a acestui mediu este un mediu extern, iar la un calciu - compartimente de specialitate (blistere CP) în interiorul celulei. Astfel, calciul este un sistem de pompare specializat conceput pentru reglarea rapidă a concentrației Ca²⁺ în mușchii scheletici.

bioneorganika Medical. GK oaie