Транспорт через мембрану клетки: выводы
- Перенос различных веществ через мембрану в клетку или из клетки производится целым рядом мембранных белков. Один из примеров - натрий-калиевый обменник , переносящий три иона натрия наружу и два иона калия внутрь клетки за счет энергии гидролиза одной молекулы АТФ . Обменник поддерживает внутриклеточнуп концентрацию натрия и калия на постоянном уровне, несмотря на утечку обоих ионов.
- Низкий уровень внутриклеточного кальция поддерживается двумя типами кальциевых АТФаз . Кальциевая АТФаза первого типа , расположенная в плазматической мембране, осуществляет вывод кальция из клетки. Кальциевая АТФаза второго типа находится в мембране эндоплазматического ретикулума или мембране саркоплазматического ретикулума и обеспечивает откачку кальция из цитоплазмы во внутриклеточные органеллы.
- Еще один механизм кальциевого транспорта - натрий-кальциевый обменник . Энергия, получаемая от перемещения натрия внутрь клетки, т.е. в направлении его электрохимического градиента, затрачивается на вывод ионов кальция наружу. Это пример вторичного переносчика, работа которого зависит от поддержания натриевого градиента натрий-калиевой АТФазой . В большинстве нейронов перенос одного иона кальция происходит за счет входа в клетку трех ионов натрия. При некоторых физиологических условиях натрий-кальциевый обменник может работать в противоположном направлении. В палочках сетчатки транспортная молекула переносит один ион кальция и один ион калия в обмен на четыре иона натрия, входящих в клетку.
- Существует два основных типа молекул, осуществляющих вывод хлора из клетки. Первый - хлор-бикарбонатный обменник , играющий также важную роль в регуляции внутриклеточного рН и зависящий от электрохимического градиента натрия. Второй - калий-хлорный ко-переносчик, работа которого основана на перемещении калия из клетки наружу, т.е. в направлении его электрохимического градиента. В некоторых типах клеток хлор не выводится наружу, а наоборот, аккумулируется в клетке. Этот процесс зависит от натриевого градиента и сопровождается входом в клетку ионов калия.
- В пресинаптических нервных окончаниях перемещение молекул медиатора в синаптические пузырьки происходит в обмен на выход из них протонов . Протонный градиент на везикулярной мембране поддерживается водородными АТФазами .
- После выброса в синаптическую щель молекулы медиатора закачиваются обратно при помощи систем вторичного транспорта, которые зависят от электрохимического градиента натрия. Существует два типа систем закачки медиатора: система, в которой перенос глутамата связан с входом натрия и выходом калия, и системы закачки других медиаторов, связанные со входом в клетку ионов натрия и хлора.
- Для большинства переносчиков последовательность образующих их аминокислот известна, а гидропатический анализ позволяет сделать предположения об их конформации в мембране клетки. Как правило, молекулы переносчиков состоят из 10-12 трансмембранных участков и, по-видимому, образуют канало-подобные структуры, перенос веществ через которые осуществляется путем попеременного выдвижения посадочных мест во внутриклеточную и внеклеточную среды.
