Протонний насос — інтегральний мембранний білковий насос, який створює протонний градієнт через біологічну мембрану. Протонні насоси каталізують такі реакції:
H+[з одного боку біологічної мембрани] + енергія H+[по інший бік мембрани]
Механізми засновані на індукованих енергією конформаційних змінах структури білка або на .
Під час еволюції, протонні насоси неодноразово виникали незалежно один від одного. Таким чином, не тільки в природі, але й в окремих клітинах можна знайти різні протонні насоси, які еволюційно не пов’язані. Протонні насоси поділяються на різні основні класи насосів, які використовують різні джерела енергії, мають різні поліпептидні композиції та еволюційне походження.
Функція
Транспортування позитивно зарядженого протона зазвичай є електрогенним, тобто створює електричне поле через мембрану, яке також називають мембранним потенціалом. Перенесення протонів стає електрогенним, якщо не нейтралізується електрично транспортом або відповідного негативного заряду в тому ж напрямку, або відповідного позитивного заряду в протилежному напрямку. Прикладом протонного насоса, який не є електрогенним, є слизової оболонки шлунка, який каталізує збалансований обмін протонів та іонів калію.
Комбінований трансмембранний градієнт протонів і зарядів, створений протонними насосами, називається електрохімічним градієнтом. Електрохімічний градієнт являє собою запас енергії (потенційну енергію), який можна використовувати для керування безліччю біологічних процесів, таких як синтез АТФ, поглинання поживних речовин і формування потенціалу дії.
При клітинному диханні протонний насос використовує енергію для транспортування протонів з матриці мітохондрій у міжмембранний простір. Це активний насос, який генерує градієнт концентрації протонів через внутрішню мітохондріальну мембрану, оскільки зовні матриці більше протонів, ніж усередині. Різниця в pH і електричному заряді (без урахування відмінностей у буферній місткості) створює електрохімічну різницю потенціалів, яка працює подібно до батареї або блоку накопичення енергії для клітини. Цей процес також можна розглядати як аналогічний їзді на велосипеді в гору або зарядці акумулятора для подальшого використання, оскільки він виробляє потенційну енергію. Протонний насос не створює енергію, а формує градієнт, який накопичує енергію для подальшого використання.
Див. також
Примітки
- Yoshikawa, Shinya; Shimada, Atsuhiro; Shinzawa-Itoh, Kyoko (2015). "Chapter 4, Section 4 Proton Pump Mechanism". In Peter M.H. Kroneck and Martha E. Sosa Torres (ed.). Sustaining Life on Planet Earth: Metalloenzymes Mastering Dioxygen and Other Chewy Gases. Metal Ions in Life Sciences. Vol. 15. Springer. pp. 108–111. doi:10.1007/978-3-319-12415-5_4. PMID 25707467.
- Campbell, N.A., 2008. Resource Acquisition and Transport in Vascular Plants. 8th ed., Biology. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings.
- Ohnishi, Tomoko (2010). "Piston drives a proton pump". Nature. 465 (7297): 428–429. doi:10.1038/465428a. PMID 20505714. S2CID 205055904.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Protonnij nasos integralnij membrannij bilkovij nasos yakij stvoryuye protonnij gradiyent cherez biologichnu membranu Protonni nasosi katalizuyut taki reakciyi H z odnogo boku biologichnoyi membrani energiya H po inshij bik membrani Mehanizmi zasnovani na indukovanih energiyeyu konformacijnih zminah strukturi bilka abo na Pid chas evolyuciyi protonni nasosi neodnorazovo vinikali nezalezhno odin vid odnogo Takim chinom ne tilki v prirodi ale j v okremih klitinah mozhna znajti rizni protonni nasosi yaki evolyucijno ne pov yazani Protonni nasosi podilyayutsya na rizni osnovni klasi nasosiv yaki vikoristovuyut rizni dzherela energiyi mayut rizni polipeptidni kompoziciyi ta evolyucijne pohodzhennya FunkciyaTransportuvannya pozitivno zaryadzhenogo protona zazvichaj ye elektrogennim tobto stvoryuye elektrichne pole cherez membranu yake takozh nazivayut membrannim potencialom Perenesennya protoniv staye elektrogennim yaksho ne nejtralizuyetsya elektrichno transportom abo vidpovidnogo negativnogo zaryadu v tomu zh napryamku abo vidpovidnogo pozitivnogo zaryadu v protilezhnomu napryamku Prikladom protonnogo nasosa yakij ne ye elektrogennim ye slizovoyi obolonki shlunka yakij katalizuye zbalansovanij obmin protoniv ta ioniv kaliyu Kombinovanij transmembrannij gradiyent protoniv i zaryadiv stvorenij protonnimi nasosami nazivayetsya elektrohimichnim gradiyentom Elektrohimichnij gradiyent yavlyaye soboyu zapas energiyi potencijnu energiyu yakij mozhna vikoristovuvati dlya keruvannya bezlichchyu biologichnih procesiv takih yak sintez ATF poglinannya pozhivnih rechovin i formuvannya potencialu diyi Pri klitinnomu dihanni protonnij nasos vikoristovuye energiyu dlya transportuvannya protoniv z matrici mitohondrij u mizhmembrannij prostir Ce aktivnij nasos yakij generuye gradiyent koncentraciyi protoniv cherez vnutrishnyu mitohondrialnu membranu oskilki zovni matrici bilshe protoniv nizh useredini Riznicya v pH i elektrichnomu zaryadi bez urahuvannya vidminnostej u bufernij mistkosti stvoryuye elektrohimichnu riznicyu potencialiv yaka pracyuye podibno do batareyi abo bloku nakopichennya energiyi dlya klitini Cej proces takozh mozhna rozglyadati yak analogichnij yizdi na velosipedi v goru abo zaryadci akumulyatora dlya podalshogo vikoristannya oskilki vin viroblyaye potencijnu energiyu Protonnij nasos ne stvoryuye energiyu a formuye gradiyent yakij nakopichuye energiyu dlya podalshogo vikoristannya Div takozhAktivnij transport Citohromi Ingibitori protonnoyi pompi Jonna pompaPrimitkiYoshikawa Shinya Shimada Atsuhiro Shinzawa Itoh Kyoko 2015 Chapter 4 Section 4 Proton Pump Mechanism In Peter M H Kroneck and Martha E Sosa Torres ed Sustaining Life on Planet Earth Metalloenzymes Mastering Dioxygen and Other Chewy Gases Metal Ions in Life Sciences Vol 15 Springer pp 108 111 doi 10 1007 978 3 319 12415 5 4 PMID 25707467 Campbell N A 2008 Resource Acquisition and Transport in Vascular Plants 8th ed Biology San Francisco Pearson Benjamin Cummings Ohnishi Tomoko 2010 Piston drives a proton pump Nature 465 7297 428 429 doi 10 1038 465428a PMID 20505714 S2CID 205055904