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物質的跨膜運輸(2)(編輯修改稿)

2026-05-27 22:52 本頁面

　

【文章內容簡介】亞基和 2個 β 亞基組成的四聚體。 β 亞基是糖基化的多肽，不直接參與離子跨膜運動，但幫助在內質網新合成的 α 亞基進行折疊。 Na+— K+泵的工作模式是：在細胞內側 α 亞基與 Na+結合促進ATP水解， α 亞基上的一個天門冬氨酸殘基磷酸化引起 α 亞基構象發生變化，將 Na+泵出細胞，同時細胞外的 K+與 α 亞基的另一位點結合，使其去磷酸化， α 亞基構象再度發生變化，將 K+泵進細胞，完成整個循環。每個循環消耗一個 ATP分子，泵出 3個 Na+和泵進 2個 K+。 Na+/K+ ATPase的結構 Na+K+泵存在于動物細胞的細胞質膜上，一般要消耗 1/3的總 ATP(神經元則需 2/3)來維持細胞內低 Na+高 K+的離子環境，這種環境對于細胞的正常生命活動、神經沖動的傳播、細胞的滲透平衡及恒定細胞的體積都是非常必要的。由于質膜對水的可透性，水會從低溶質濃度一側 (高水濃度 )向高溶質濃度一側 (低水濃度 )運動，這種運動稱為滲透。水分子運動的驅動力等于跨膜水壓的差異，稱為滲透壓。動物細胞借助 Na+— K+泵維持滲透平衡。 (二 ) 鈣泵與其他 P型離子泵：鈣泵分布在所有真核細胞的質膜和某些細胞器膜上， Ca2+泵又稱 Ca2+— ATP酶，是由 1000個氨基酸殘基組成的多肽構成的跨膜蛋白，與 Na+— K+泵的 α 亞基同源。 Ca2+泵工作與ATP的水解相偶聯，每消耗一分子 ATP從細胞基質轉運出兩個 Ca2+ 。鈣泵主要將 Ca2+輸出細胞或泵入內質網腔中儲存起來，以維持細胞內低濃度的游離 Ca2+。鈣泵在肌細胞的肌質網內儲存 Ca2+，對調節肌細胞的收縮運動至關重要。植物細胞、真菌 (包括酵母 )和細菌細胞其質膜上沒有 Na+— K+泵，而是具有 H+泵，將 H+泵出細胞，建立和維持跨膜的 H+電化學梯度，驅動轉運溶質攝入細胞。 Ca2+ ATPase的結構和功能位點二、 V型質子泵和 F型質子泵 V型質子泵 (膜泡質子泵 )廣泛存在于動物細胞胞內體、溶酶體膜、某些細胞的質膜或某些真菌、植物的細胞液泡膜上。 F型質子泵 (H+ATP合成酶 )存在于細菌質膜、線粒體內膜和葉綠體類囊體膜上。兩者彼此相似，在功能上都是只轉運質子，并且在轉運 H+過程中泵蛋白不形成磷酸化的中間體。 V型質子泵是利用 ATP水解供能從細胞質基質中逆 H+電化學梯度泵出 H+進入細胞器。 F型質子泵以相反方式發揮生理作用，即 H+順濃度梯度運動，將所釋放的能量與 ATP合成耦聯起來。 V型質子泵和 F型質子泵三、 ABC超家族 ABC超家族含有幾百種不同的轉運蛋白，廣泛分布在從細菌到人類各種生物體中，也是一類 ATP驅動泵，它們有共同的進化起源。每種 ABC蛋白對于單一底物或相關底物的基團是有特異性的。 ABC蛋白在肝、小腸和腎等器官的細胞質膜上分布豐富，可將天然毒物和代謝廢物排出體外。所有 (幾百種 )ABC轉運蛋白都共享 4個“核心”結構域 ABC超家族 2個跨膜結構域 (T)，形成運輸特異底物的跨膜通道。 2個胞質側ATP結合域 (A) 四、協同轉運協同轉運是一類由 Na+K+泵 (或 H+泵 )與載體蛋白協同作用，靠間接消耗 ATP所完成的主動運輸方式。物質跨膜運動所需要的直接動力來自膜兩側離子的電化學梯度，而維持這種離子電化學梯度則是通過 Na+K+泵 (或 H+泵 )消耗 ATP所實現的。動物細胞是利用膜兩側的 Na+電化學梯度來驅動的，而植物細胞和細菌常利用 H+電化學梯度來驅動。根據物質運輸方向與離子順電化學梯度的轉移方向的關系，協同轉運又可分為同向轉運和反向轉運。葡萄糖葡萄糖葡萄糖細胞核緊密連接 Na+驅動的葡萄糖同向轉運載體小腸絨毛小腸上皮細胞吸收葡萄糖示意

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