Электрогенді иондық насостар

Қазіргі көзқарас бойынша биологиялық мембранада иондық насостар бар, олар АТФ – гидролизінің еркін бос энергиялары есебінен жұмыс істейді. АТФ интегралды белоктардың арнаулы системасы (жүйесі).

Қазіргі таңда электрогендік иондық насостардың 3-типі белгілі – олар мембрана арқылы иондарды активті тасымалдайды. (3.9.-сурет).

Транспорттық АТФ – фаза арқылы иондарды тасымалдау химиялық реакцияның өтуімен байланысты – клетка метаболизмі есебінен жүзеге асады.

1. К⁺ - Na⁺ - АТФ – фаза арқылы жұмыс істегенде, әрбір АТФ молекуласының гидролиз кезінде энергияның босануы нәтижесінде, клеткаға калийдің 2 – ионы тасымалданып, бір мезгілде клеткадан натрийдің 3 ионы кетеді. Сонымен клеткада – клеткааралық ортамен салыстырғанда калий иондарының жоғары концентрациясымен натрий ионының төмендетілген концентрациясы пайда болады, ал мұның физиологиялық маңызы өте зор.

2. Са²⁺ АТФ – фазада АТФ – гидролизінің энергиясы есебінен кальцийдің 2 ионы тасымалданады.

3. Н⁺ помпада 2 протон тасымалданады.

Иондық АТФ фаза молекулярлық жұмыс механизмі әліде түсініксіз, оған қарамай бұл түрдегі нормативтік процестің негізгі этаптары тағайындалған.

Бірінші К⁺ → Na⁺ - АТФ – фазасында (қысқартып оны Е – деп белгілейді) иондар тасмалдануының АТФ – гидролизімен байланысқан 7-этаптары белгіленген.

Е¹ және Е² белгілеулері ферменттік активті центрінің мембрананың ішкі бетінде орналасуымен сәйкес келеді. (Аденозиндифосфат АДФ, неорганикалық фосфат – Р,Е^* - жұлдызша активті комплекс белгіленген).

1. Е+ АТФ→ Е*АТФ,

2. Е*АТФ+3Na→ [Е*АТФ]*Na_3,

3. [Е*АТФ]*Na₃→[E¹~P]*Na₃+АДФ,

4. [E¹~P]*Na₃→[E²~P]*Na_3,

5. [E²~P]*Na₃+2K → [E²~P]*K ₂ +3Na,

6. [E²~P]*K ₂ → [E¹ -P]*K ₂,

7. [E¹ -P]* → E+P+2K.

Схемада көрініп тұрғандай ферменттің жұмыс істеуі негізгі 7 этапқа бөлінеді:

1. Мембрананың ішкі жағында пайда болатын АТФ ферменттерінің комплексі (бұл реакция магний иондарымен активтеледі).

2. Бұл комплекс натрийдің 3 ионын байлайды.

3. Аденозиндифосфат құрылуымен ферменттің фосфорлануы жүреді.

4. Мембрана ішіндегі ферменттердің бұрылуы (переворот), (флип-флоп).

5. Мембрананың сыртқы бетінде болып (өтіп) жатқан натрий иондарын калий ионымен алмастыру реакциясы.

6. Кері айналу (обратный переворот) комплекс ферменттерінің калий ионын клетканың ішіне қарай тасымалдауы.

7. Ферменттердің бастапқы қалыпқа қайта келуі, яғни калий иондары мен неорганикалық фосфаттың босануы.

Сонымен толық бір циклда клеткадан натрийдің үш ионын лақтырып тастап цитоплазма 2 калий ионымен және гидролиздің АТФ бір молекуласымен толығады.

3.9.-сурет.Иондық насостардың түрлері.

1. К⁺-Na ⁺ - насос

2. Ca²⁺ - насос

3. Н⁺ - насос немесе протондық помпа.