Na+K+泵的工作原理

《Na+K+泵的工作原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、Na+-K+泵的工作原理生物工程学院学生论坛生物021邓福晋Na+-K+泵的工作原理1.细胞内离子通道概述2.Na+-K+泵简介3.Na+-K+泵的具体工作流程4.Na+-K+泵与疾病5.Na+-K+泵的应用现状及前景谢谢！细胞内离子通道概述离子泵假说是解释质膜上主动运输机制的例子之一。它认为，某些离子的运输之所以能逆浓度梯度的方向进行，是由于依靠了镶嵌在质膜脂质双分子层上的一种内在蛋白的分子构象变化来实现的。即可看作一类特殊的载体蛋白，能驱使特定的离子逆电化学梯度穿过质膜的过程，同时消耗ATP形成的能源，属于主动运输。细胞内

2、离子泵除了钠钾泵外还有钙泵和质子泵。在概述里简单介绍一下钙泵和质子泵。活体细胞不停地进行新陈代谢活动，就必须不断地与周围环境进行物质交换，而细胞膜上的离子通道就是这种物质交换的重要途径。人们已经知道，大多数对生命具有重要意义的物质都是水溶性的，如各种离子、糖类等，它们需要进入细胞，而生命活动中产生的水溶性废物也要离开细胞，它们出入的通道就是细胞膜上的离子通道。离子通道由细胞产生的特殊蛋白质构成，它们聚集起来并镶嵌在细胞膜上，中间形成水分子占据的孔隙，这些孔隙就是水溶性物质快速进出细胞的通道。离子通道的活性，就是细胞通过离子通道

3、的开放和关闭调节相应物质进出细胞速度的能力，对实现细胞各种功能具有重要意义。两名德国科学家埃尔温·内尔和贝尔特·扎克曼即因发现细胞内离子通道并开创膜片钳技术而获得1991年的诺贝尔生理学奖。主动运输主动运输是由于膜以某种方式提供了能量，物质分子或离子可以逆浓度或逆电－化学势差而移动。体内某种物质分子或离子由膜的低浓度一侧向高浓度一侧移动，结果是高浓度一侧浓度进一步升高，而另一侧该物质愈来愈少，甚至可以全部被转运到另一侧。因此可得出主动运输的特点是：①逆浓度梯度（逆化学梯度）运输；②需要能量（由ATP直接供能）或与释放能量的过程

4、偶联（协同运输）；③都有载体蛋白。主动运输所需的能量来源主要有1.协同运输中的离子梯度动力；2.ATP驱动的泵通过水解ATP获得能量；3.光驱动的泵利用光能运输物质，见于细菌。钙离子泵Ca2+泵（图）分布在动、植物细胞质膜、线粒体内膜、内质网样囊膜（SER-likeorganelle）、动物肌肉细胞肌质网膜上，是由1000个氨基酸的多肽链形成的跨膜蛋白，它是Ca2+激活的ATP酶，每水解一个ATP转运两个Ca2+到细胞外，形成钙离子梯度。通常细胞质游离Ca2+浓度很低，约10-7～10-8摩尔/升，细胞间液Ca2+浓度较高，约

5、5×10-3摩尔/升。胞外的Ca2+即使很少量涌入胞内都会引起胞质游离Ca2+浓度显著变化，导致一系列生理反应。钙流能迅速地将细胞外信号传入细胞内，因此Ca2+是一种十分重要的信号物质。线粒体内腔、肌质网、内质网样囊腔中含高浓度的Ca2+，浓度大于10-5摩尔/升，名为“钙库”。在一定的信号作用下Ca2+从钙库释放到细胞质，调节细胞运动、肌肉收缩、生长、分化等诸多生理功能。质子泵质子泵有三类（图）：P-type、V-type、F-type。1、P-type：载体蛋白利用ATP使自身磷酸化（phosphorylation），发生

6、构象的改变来转移质子或其它离子，如植物细胞膜上的H+泵、动物细胞的Na+-K+泵、Ca2+离子泵，H+-K+ATP酶（位于胃表皮细胞，分泌胃酸）。2、V-type：位于小泡（vacuole）的膜上，由许多亚基构成，水解ATP产生能量，但不发生自磷酸化，位于溶酶体膜、动物细胞的内吞体、高尔基体的囊泡膜、植物液泡膜上。3、F-type：是由许多亚基构成的管状结构，H＋沿浓度梯度运动，所释放的能量与ATP合成耦联起来，所以也叫ATP合酶（ATPsynthase），F是氧化磷酸化或光合磷酸化偶联因子（factor）的缩写。F型质子泵位

7、于细菌质膜，线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上，其详细结构将在线粒体与叶绿体一章讲解。F型质子泵不仅可以利用质子动力势将ADP转化成ATP，也可以利用水解ATP释放的能量转移质子。Na+-K+泵简介细胞膜钠钾泵作用首先是由Hodkin和Keynes（1955）所发现。1957年Skou发现了Na+-K+ATP酶并证明其与钠钾泵的作用有关。钠钾泵的作用方式可因不同生理条件而异，在红细胞膜中可能有以下几种方式：1.正常的作用方式——利用ATP的水介与Na+-K+的跨膜转运相偶联。2.泵的反方向作用——利用Na+-K+的跨膜转运来推动A

8、TP的合成。3.Na+-Na+交换反应可能与ATP和ADP交换反应相偶联。4.K+-K+交换反应与Pi和H2(18)O的交换反应相偶联。5.依赖ATP水解，解偶联使Na+排出。钠钾泵的具体工作原理Na+-K+泵——实际上就是Na+-K+ATP酶，存在于动、植物细胞质膜上，它有