The vápníkové čerpadlo Jedná se o strukturu proteinové povahy, která je zodpovědná za transport vápníku přes buněčné membrány. Tato struktura je závislá na ATP a je považována za protein podobný ATPáze, také nazývaný Cadva+-ATPáza.
Cadva+-ATPázy se nacházejí ve všech buňkách eukaryotických organismů a jsou nezbytné pro homeostázu vápníku v buňce. Tento protein provádí primární aktivní transport, protože pohyb molekul vápníku jde proti jejich koncentračnímu gradientu..
Zdroj: Wcnsaffo [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
Rejstřík článků
Ca.dva+ hraje důležitou roli v buňce, takže její regulace v nich je nezbytná pro její správné fungování. Často působí jako druhý posel.
V extracelulárních prostorech koncentrace Cadva+ je přibližně 10 000krát větší než v buňkách. Zvýšená koncentrace tohoto iontu v buněčné cytoplazmě spouští různé reakce, jako jsou svalové kontrakce, uvolňování neurotransmiterů a rozpad glykogenu..
Existuje několik způsobů přenosu těchto iontů z buněk: pasivní transport (nespecifický výstup), iontové kanály (pohyb ve prospěch jejich elektrochemického gradientu), sekundární aktivní transport antipodporového typu (Na / Ca) a primární aktivní transport s čerpadlo. Závisí na ATP.
Na rozdíl od jiných mechanismů Ca posunutídva+, čerpadlo pracuje ve vektorové podobě. To znamená, že iont se pohybuje pouze jedním směrem, takže funguje pouze jejich vypuzováním.
Buňka je extrémně citlivá na změny koncentrace Cadva+. Protože představuje tak výrazný rozdíl s extracelulární koncentrací, je proto tak důležité účinně obnovit jeho normální cytosolickou hladinu.
Byly popsány tři typy Cadva+-ATPázy ve zvířecích buňkách na základě jejich umístění v buňkách; pumpy umístěné v plazmatické membráně (PMCA), pumpy umístěné v endoplazmatickém retikulu a jaderné membráně (SERCA) a pumpy nalezené v membráně Golgiho aparátu (SPCA).
Čerpadla SPCA také nesou ionty Mndva+ což jsou kofaktory různých enzymů matice Golgiho aparátu.
Buňky kvasinek, jiné eukaryotické organismy a rostlinné buňky představují jiné typy Cadva+-Velmi konkrétní ATPázy.
V plazmatické membráně nacházíme antiportický aktivní transport Na / Ca, který je odpovědný za vytěsnění významného množství Cadva+ v buňkách v klidu a činnosti. Ve většině buněk v klidovém stavu je pumpa PMCA odpovědná za transport vápníku ven..
Tyto proteiny jsou tvořeny přibližně 1200 aminokyselinami a mají 10 transmembránových segmentů. V cytosolu jsou 4 hlavní jednotky. První jednotka obsahuje terminální aminoskupinu. Druhá má základní vlastnosti, které jí umožňují vázat se na aktivující kyselé fosfolipidy..
Ve třetí jednotce se nachází kyselina asparagová s katalytickou funkcí a „po proudu“ od ní vazebný pás fluorescein-isotokyanátu, ve vazebné doméně ATP.
Ve čtvrté jednotce je doména vázající kalmodulin, rozpoznávací místa určitých kináz (A a C) a pásy vázající Ca.dva+ alosterický.
SERCA pumpy se nacházejí ve velkém množství v sarkoplazmatickém retikulu svalových buněk a jejich aktivita souvisí s kontrakcí a relaxací ve svalovém pohybovém cyklu. Jeho funkcí je transport Cadva+ z buněčného cytosolu do matrice retikula.
Tyto proteiny sestávají z jediného polypeptidového řetězce s 10 transmembránovými doménami. Jeho struktura je v podstatě stejná jako struktura proteinů PMCA, ale liší se tím, že mají pouze tři jednotky v cytoplazmě, přičemž aktivní místo je ve třetí jednotce..
Fungování tohoto proteinu vyžaduje rovnováhu poplatků během transportu iontů. Dva Cadva+ (hydrolyzovaným ATP) jsou vytěsněny z cytosolu do matice retikula proti velmi vysokému koncentračnímu gradientu.
K tomuto transportu dochází antiportickým způsobem, protože současně dva H+ jsou směrovány na cytosol z dělohy.
Transportní mechanismus je rozdělen do dvou stavů E1 a E2. V E1 vazebná místa, která mají vysokou afinitu k Cadva+ směřují k cytosolu. V E2 jsou vazebná místa směrována k lumenu retikula s nízkou afinitou k Cadva+. Dva Ca iontydva+ připojit se po převodu.
Během vázání a převodu Cadva+, dochází ke konformačním změnám, včetně otevření M domény proteinu, který je směrem k cytosolu. Ionty se pak snadněji vážou na dvě vazebná místa uvedené domény..
Spojení dvou iontů Cadva+ podporuje řadu strukturálních změn v proteinu. Mezi nimi je rotace určitých domén (doména A), která reorganizuje jednotky pumpy, což umožňuje otevření směrem k matici retikula k uvolnění iontů, které jsou rozpojeny díky snížení afinity na vazebných místech..
Protony H+ a molekuly vody stabilizují vazebné místo Cadva+, což způsobí, že se doména A otočí zpět do původního stavu, čímž se uzavře přístup k endoplazmatickému retikulu.
Tento typ pumpy se nachází ve všech eukaryotických buňkách a je zodpovědný za vypuzení Cadva+ do extracelulárního prostoru za účelem udržení stabilní koncentrace v buňkách.
V tomto proteinu je transportován iont Cadva+ hydrolyzovaným ATP. Transport je regulován hladinami proteinu kalmodulinu v cytoplazmě.
Zvyšováním koncentrace Cadva+ zvyšují se hladiny cytosolu a kalmodulinu, které se vážou na ionty vápníku. Komplex Cadva+-klimodulin, poté se spojí s vazebným místem pumpy PMCA. V pumpě dochází ke konformační změně, která umožňuje, aby byl otvor vystaven extracelulárnímu prostoru.
Uvolňují se ionty vápníku, které obnovují normální hladinu uvnitř buňky. V důsledku toho komplex Cadva+-kalmodulin se demontuje a vrátí konformaci pumpy do původního stavu.
Zatím žádné komentáře