Ca2+-ATPазы плазматических мембран: цикл работы
При работе ATPазы происходит цикл структурных изменений фермента. Первый шаг - это связывание Са2+-ATPазой двух ионов кальция с константой порядка 10-6 М ( рис. 6.9 ) Эта константа примерно в 30000 раз выше для Са2+ чем для Mg2+, что позволяет Са2+-ATPазе с высокой селективностью отсортировывать Са2+ от Mg2+. Связывание Са2+ повышает сродство ATPазы к ATP, которая связывается с ферментом на втором шаге, причем ATP в физиологических условиях связывается как комплекс Mg2+-ATP. На третьем шаге происходит перенос фосфатной группы с АТР на остаток Asp с образованием высокоэнергетической ковалентной связи, которая обуславливает 2 дальнейшие конформационные изменения фермента. Далее происходит перенос Са2+ с цитоплазматической стороны на противоположную сторону. Можно предположить, что некоторые домены Са2+-ATPазы образуют гидрофильную пору закрытую с цис-стороны каким-то подвижным доменом фермента, сдвиг которого переносит Са2+ в гидрофобную пору. Однако, последняя работа по рентгеноструктурному анализу, где было достигнуто атомное разрешение структуры, свидетельствует лишь об очень узкой щели, заполняемой только двумя ионами Са2+. Домены ТМ-ТМ6 и ТМ8 образуют сайт связывание для двух ионов Са2+ и ТМ6 образует сайт связывания для одной молекулы воды. C цитоплазматической стороны имеется довольно широкое устье доступное для семи молекул воды, через которое Са2+ может подойти к трансмембранному участку. Таким образом, конформационные изменения фермента приводящие к переносу Са2+ еще не выяснены. Ключевая стадия работы фермента (5), это уменьшение сродства к Са2+ после его переноса. Уменьшение сродства приводит к диссоциации Са2+. В дальнейшем происходит отщепление фосфата от Asp (6) и его диссоциация (7), после чего фермент возвращается в нормальное состояние. Согласно опубликованным данным перенос Са2+ сопровождается антипортом протонов H+ [ Niggli, V., Adunyah, E.S., ea, 1981 ].
