ATP dependentní iontové pumpy
description
Transcript of ATP dependentní iontové pumpy
Pumpa je v buněčné biologii označení pro protein nejčastěji na buněčné membráně, který umožňuje aktivní transport některých částic, zejména různých iontů. Pro pohon pump se velmi často spotřebovává molekula adenosintrifosfát (ATP) a takové pumpy jsou pak nazývány ATPázy. Díky buněčným pumpám se vytváří určitý gradient.
Když se v biologii řekne „pumpa“…
Obr. 1
ATPáza= adenosin trifosfatáza
- katalyzuje hydrolýzu ATP na ADP a fosfát(případně hydrolýzu ATP na AMP a pyrofosfát)
- součást spousty proteinů spotřebovávajících energii
- často se jmenuje podle podle iontu, který je nutný k její aktivaci
Obr. 2
Základní ATPdip
- Na+/K+ ATPáza (nejdůležitější)
- Ca2+ ATPázy
- H+-K+ ATPáza
- V-ATPáza (protonová)
- F-ATPáza (= ATP syntáza)
Na+/K+ ATPáza
= Na+/K+ pumpa = Sodíko-draslíková aktivovaná adenozintrifosfatáza; P-typ
- nejdůležitější pumpa pro udržení biochemické rovnováhy buňky
- spotřebuje 24 % buňkou vytvořené energie (až 70 % u neuronů) → velká část bazálního metabolismu
- inhibitor: ouabain
- antiport: 3 Na+ za 2 K+ (→ vazebný poměr 3:2)
- heterodymer (α a β podjednotky)
Jednotlivé kroky:1) Vazba 3 Na+ → aktivace místa pro ATP2) ATPáza rozštěpí ATP → změna konformace3) Na+ a TDP se uvolní, fosfát drží konformaci4) Vazba 2 K+ → změna konformace5) uvolnění P a K+ → …
Obr. 2
Regulace Na+/K+ ATPázové aktivity
- druhý posel (cAMP, DAG,…)
- hormony štítné žlázy, Aldosteron (→ genom → produkce)
- inhibitor: ouabain
- ledviny: blokování dopaminem → fosforilace → ↓ Na+
- zvýšení aktivity díky G-aktinu cytoskeletu
Ca2+ ATPáza
- P-typ; dva základní druhy:- PMCA (na vnější membráně)- SERCA (na sarkoplazmatické m.)
- PMCA vyčerpává Ca2+ z buňky (signalizace!)
- SERCA odčerpá Ca2+ po ukončení kontrakce
= V-ATPáza = „protonová pumpa“
- samostatný přenos protonů → ↓pH
- na membráně organel (endozómy, lysozómy, acrozóm...)
- buňky kanálků (pro reabsorbci hydrogen- uhličitanů), osteoklasty, makrofágy, spermie, neutrofilní granulocity, buňky TS, často nádorové buňky
H+ ATPáza
H+/K+ ATPáza
= „protonová pumpa“; P-typ
- hlavní protonová pumpa parietálních buněk žaludku
- zodpovědná za nízké pH
- antiport s K+
ATP syntáza
= F-ATPáza = F1-F2 ATPáza
- taktéž často řazena mezi ATPázy, za fyziologických podmínek ale ATP syntetizuje!
- je nejdůležitějším zdrojem ATP (95 %)- nachází se na vnitřních membránách mitochondrií, využívá gradientu protonů
- POZOR!: Při převrácení napětí na membráně začne ATP-syntáza pumpovat protony zpět za rozkladu ATP!
Informační zdrojeGanong, F. W.: Přehled lékařské fyziologie, Grada, Praha, 2005
http://www.atpsynthase.info/
http://opm.phar.umich.edu/families.php?superfamily
http://en.wikipedia.org/
Seznam obrázků:1- https://www.zdravcentra.cz/zc/img/On-line_knihovna_odborne/pumpa.jpg2- http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Scheme_sodium-potassium_pump-en.svg3- http://www.biochem.szote.u-szeged.hu/astrojan/prot3t.htm4- http://en.wikipedia.org/wiki/File:VATPase-en.png5 - http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/37/ATPsynthase_labelled.png/180px- ATPsynthase_labelled.png6- http://www.aw-bc.com/mathews/OP/OUABAIN.GIF