Какую роль играет K Na Атфаза для транспорта ионов?

Узнайте, какую роль играет K Na Атфаза для транспорта ионов в клетках животных. Поддерживая потенциал покоя и регулируя клеточный объем, Na+/K+-АТФаза активно переносит ионы K+ внутрь клетки и ионы Na+ во внешнюю среду. Узнайте больше о принципе действия и значении этого фермента.

Na+/K+-АТФ-аза (Na+/K+ аденозинтрифосфатаза, натрий-калиевая помпа, натрий-калиевый насос) — фермент из группы транспортных аденозинтрифосфатаз (КФ 7.2.2.13), встречающийся в плазматической мембране всех клеток животных. Na+/K+-АТФ-аза активно переносит ионы К+ внутрь клетки, в то время как ионы Na+ выбрасываются во внешнюю среду. Фермент не является настоящим антипортером, так как оба катиона транспортируются против электрохимического градиента (градиента потенциала). Основная функция — поддержание потенциала покоя и регулирование клеточного объёма.

Принцип действия

На первой стадии фермент присоединяет с внутренней стороны мембраны три иона Na+. Эти ионы изменяют конформацию активного центра АТФ-азы. После этого фермент способен гидролизовать одну молекулу АТФ. Выделившаяся после гидролиза энергия расходуется на изменение конформации переносчика, благодаря чему три иона Na+ и ион PO43− (фосфат) оказываются на внешней стороне мембраны. Здесь ионы Na+ отщепляются, и присоединяются два иона К+. После этого фермент возвращается в исходную конформацию, фосфат-ион и ионы К+ оказываются на внутренней стороне мембраны. Здесь ионы К+ отщепляются, и переносчик вновь готов к работе.

В итоге во внеклеточной среде создается высокая концентрация ионов Na+, а внутри клетки — высокая концентрация K+. Эта разность концентраций используется в клетках при проведении нервного импульса.

История

Na+/K+-АТФаза была открыта Йенсом Скоу в 1957 году. Он выделил этот фермент из периферических нервов с помощью уабаина — специфически связывающегося с АТФазой гликозида. В 1997 году за это открытие он был удостоен Нобелевской премии по химии.

Значение в клетках

На+/K+-АТФ-аза играет регуляторную роль в клетках, обеспечивая поддержание потенциала покоя и регулирование клеточного объема. Она активно переносит ионы К+ внутрь клетки, что способствует поддержанию высокой концентрации K+ внутри клетки. В то же время, ионы Na+ выбрасываются во внешнюю среду, создавая высокую концентрацию Na+ во внеклеточной среде.

Разность концентраций ионов Na+ и K+ между внутренней и внешней средой клетки играет важную роль в проведении нервных импульсов. При возникновении нервного импульса, изменение проницаемости мембраны клетки для ионов Na+ и K+ позволяет создать временную разность электрического потенциала, что обеспечивает передачу сигнала по нервной системе.

Заключение

Na+/K+-АТФ-аза является ключевым ферментом для транспорта ионов в клетках животных. Ее функция заключается в активном переносе ионов K+ внутрь клетки и ионов Na+ во внешнюю среду. Это обеспечивает поддержание потенциала покоя и регулирование клеточного объема. Разность концентраций ионов Na+ и K+ внутри и вне клетки играет важную роль в проведении нервных импульсов и обмене веществ в клетках.

Что нам скажет Википедия?

Na+/K+-АТФ-аза (Na+/K+ аденозинтрифосфатаза, натрий-калиевая помпа, натрий-калиевый насос) — фермент из группы транспортных аденозинтрифосфатаз (КФ 7.2.2.13), встречающийся в плазматической мембране всех клеток животных. Na+/K+-АТФ-аза активно переносит ионы К+ внутрь клетки, в то время как ионы Na+ выбрасываются во внешнюю среду. Фермент не является настоящим антипортером, так как оба катиона транспортируются против электрохимического градиента (градиента потенциала). Основная функция — поддержание потенциала покоя и регулирование клеточного объёма.

На первой стадии фермент присоединяет с внутренней стороны мембраны три иона Na+ . Эти ионы изменяют конформацию активного центра АТФ-азы. После этого фермент способен гидролизовать одну молекулу АТФ. Выделившаяся после гидролиза энергия расходуется на изменение конформации переносчика, благодаря чему три иона Na+ и ион PO43−(фосфат) оказываются на внешней стороне мембраны. Здесь ионы Na+ отщепляются, и присоединяются два иона К+. После этого фермент возвращается в исходную конформацию, фосфат-ион и ионы К+ оказываются на внутренней стороне мембраны. Здесь ионы К+ отщепляются, и переносчик вновь готов к работе.

В итоге во внеклеточной среде создается высокая концентрация ионов Na+, а внутри клетки — высокая концентрация K+. Эта разность концентраций используется в клетках при проведении нервного импульса.