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離子泵水解酶功能及酶的種類

發(fā)布時間:2015年12月21日 10:40   閱讀:5661   返回   來源:澤德
  離子泵也是離子載體的一種,只是其運(yùn)送離子的能量直接來源于水解ATP,而且,被運(yùn)送的離子是逆著其電化學(xué)勢進(jìn)行的。因此,離子泵實(shí)際上有一些具有ATP水解酶功能,并能利用水解ATP的能量將離子逆著其電化學(xué)勢梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)哪ぽd體蛋白。根據(jù)離子泵活動對膜電位的影響又可將其分為致電離子泵(electrogenic pump)和中性離子泵(electroneutralpump),前者可以導(dǎo)致有凈電荷的跨膜運(yùn)動,而后者則不改變膜兩側(cè)的電荷分布狀況。在高等植物細(xì)胞中,質(zhì)膜上的H+-ATP酶(P型H+-ATP酶)是最普遍,且最重要的致電泵。
  在植物細(xì)胞中,位于質(zhì)膜和液泡膜上的質(zhì)子泵依賴消耗ATP建立跨膜質(zhì)子電化學(xué)勢梯度,而此跨膜質(zhì)子電化學(xué)勢梯度是推動各種離子和小分子代謝產(chǎn)物進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)膭恿ΑQ言之,如果這些H+-ATP酶停止工作,則其他大部分離子跨膜運(yùn)輸過程都將會受阻。因此,有人將植物細(xì)胞膜上的H+-ATP酶稱作“主宰酶”。
  植物細(xì)胞膜上的H+-ATP酶有三類,一類是位于質(zhì)膜上的P型H+-ATP酶,另一類是主要存在于液泡膜上的V型H+-ATP酶。第三類是存在于線粒體內(nèi)膜和葉綠體類囊體膜上的F型H+-ATP酶。P型H++-ATP酶將H+自細(xì)胞質(zhì)泵至胞外,使質(zhì)膜兩側(cè)的H+維持1~2個數(shù)量級的濃度差(即1~2個pH單位)。V型H+-ATP酶將H+自細(xì)胞質(zhì)泵至液泡內(nèi)等內(nèi)膜系統(tǒng),使液泡膜兩側(cè)的H+維持2個數(shù)量級左右的濃度差(即2個左右pH單位)。因此,一般植物活細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)的pH在7左右,胞外質(zhì)外體環(huán)境的pH為5~6,而液泡內(nèi)的pH則在5左右或更低。
  迄今為止,在植物細(xì)胞上所確認(rèn)的離子泵包括質(zhì)膜上的H+-ATP酶和Ca2+-ATP酶、液泡膜上的H+-ATP酶和Ca2+-ATP酶,以及內(nèi)膜系統(tǒng)上的H+-焦磷酸酶(依賴水解焦磷酸獲取能量來跨膜運(yùn)送質(zhì)子)。需要特別指出的是,以往一些教材或參考書中提到的植物細(xì)胞的K+-泵、Na+泵或K+/Na+泵可能是參考了動物細(xì)胞的情況,至少到目前為止在植物細(xì)胞中還無確切的實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明這些離子泵的存在。
 

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