Калий-натриевый насос - механизм активного транспорта, который переносит ионы натрия и калия через цитоплазматическую мембрану. Узнайте, как он функционирует, какое значение имеет для организма и как правильное питание может помочь в его поддержании.
Калий-натриевый насос – это один из механизмов активного транспорта через цитоплазматическую мембрану против градиента концентрации.
Принцип действия
За один цикл своей работы калий-натриевый насос переносит три иона натрия (3Na+) из клетки и два иона калия (2K+) в клетку. Это происходит путем расщепления АТФ (аденозинтрифосфата) и высвобождения энергии.
Когда насос связывается с ионами натрия, конформация фермента изменяется, что приводит к выходу ионов натрия из клетки. Затем, после изменения конформации фермента, открывается другой канал, через который в клетку могут попасть ионы калия.
В результате работы калий-натриевого насоса, на мембране клетки накапливается разность электрических потенциалов. Это позволяет поддерживать клеточный объем, регулировать электрическую активность в нервных и мышечных клетках, а также осуществлять активный транспорт сахаров и аминокислот.
История открытия
Na+/K+-АТФаза, или натрий-калиевый насос, была открыта Йенсом Скоу в 1957 году. Он выделил этот фермент из периферических нервов с помощью уабаина, специфически связывающегося с АТФазой. За свое открытие Скоу был удостоен Нобелевской премии по химии в 1997 году.
См. также
Значение и применение
Калий-натриевый насос играет важную роль в поддержании потенциала покоя и регулировании клеточного объема. Он также участвует в проведении нервных импульсов. Нарушение баланса между калием и натрием может привести к изменениям обмена веществ в организме.
Для поддержания нормального функционирования калий-натриевого насоса рекомендуется употреблять в пищу овощи, богатые калием, и ограничивать потребление натриевой соли.
В заключение, калий-натриевый насос играет важную роль в клеточном обмене веществ и поддержании нормальной функции организма. Его работа основана на активном транспорте и расщеплении АТФ, что позволяет поддерживать разность концентраций натрия и калия внутри и вне клетки.
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.
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.
