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质子泵是是指全国科学技术名词审定委员会公布的科技名词。

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名词解释

质子泵，是指生物膜上逆膜两侧氢离子电化学势差主动运输氢离子的蛋白质。质子泵在泵出氢离子时造成膜两侧的pH梯度和电位梯度。质子泵维持的电位差为阳离子跨原生质膜的运输提供了驱动力，而原生质膜上的载体则控制着阳离子运输的速率和选择性。质子泵引起的质子浓度梯度也为质子与阴离子的协同跨膜运输提供了驱动力。通过细胞化学技术和电子显微技术，在植物原生质膜上已经发现ATP酶不均匀地分布在细胞膜、内质网和线粒体膜系统上。

存在于生物膜，是一种逆着膜两侧H 的电化学势差（△μH+ ）而主动地运输H+的膜蛋白。狭义地是指分解ATP而运输H+，或利用H 流出的能量而合成ATP的H+- ATPase，H+- ATPase存在于线粒体及叶绿体中，为活体取得能量的主要手段。广义地也包括将光能直接转变成运输质子能量的细菌视紫红质，以及通过电子传递的能量运输质子的细胞色素C氧化酶和NADH－NADP转氢酶等。

可逆性ATP酶，能在外能驱动下逆浓差转运H+。线粒体内膜呼吸链中有三个酶复合体具有质子泵功能，能将H+由内腔转运到外腔，它们是：细胞色素c氧化酶、辅酶QH2-细胞色素c还原酶、NADH-辅酶Q还原酶。细菌的的质膜上普遍有质子泵，有的伴有呼吸链组分。嗜盐菌膜上的菌紫质（bacteriorhodopsin）受光照驱动，可将H+运入菌体内浓集。

作用机制

电子传递导致复合体的构象变化。质子的转移是氨基酸侧链pK值变化产生影响的结果。构象变化造成氨基酸侧链pK值的改变，结果发挥质子泵作用的侧链暴露在外并交替地暴露在线粒体内膜的内侧或外侧，从而使质子发生移位。这种系统即认为是质子泵的机制。

分类

质子泵有四类：P-type、V-type [3]、F-type和ABC superfamily。

P型质子泵

分布：真核生物的细胞膜

特点：转运H+过程涉及磷酸化和去磷酸化

载体蛋白利用ATP使自身磷酸化（phosphorylation），发生构象的改变来转移质子或其它离子，如植物细胞膜上的H+泵，动物细胞的Na+-K+泵，Ca2+离子泵，H+-K+ATP酶（位于胃表皮细胞，分泌胃酸）。

V型质子泵

分布：位于小泡的膜上（动物细胞溶酶体膜，动物细胞的内吞体，高尔基体的囊泡膜，植物液泡膜）。

特点：水解ATP产生能量，但不发生自磷酸化。

共同的功能：保持细胞质基质内中性pH和细胞器内的酸性pH

F型质子泵

分布：线粒体膜和植物内膜

是由许多亚基构成的管状结构，H+沿浓度梯度运动，所释放的能量与ATP合成耦联起来，所以也叫ATP合酶（ATP synthase），F是氧化磷酸化或光合磷酸化偶联因子（factor）的缩写。F型质子泵位于细菌质膜，线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上，其详细结构将在线粒体与叶绿体一章讲解。F型质子泵不仅可以利用质子动力势将ADP转化成ATP，也可以利用水解ATP释放的能量转移质子。

ABC超家族

分布：原核和真核生物的细胞质膜

该超家族含有几百种不同的转运蛋白，是最大的一类转运蛋白。每种ABC转运蛋白对于底物或底物的基团有特异性。

抑制剂

人的胃壁上有刺激h+分泌的h2受体和专门运输h+的质子泵，它们各司其职，分泌充足的胃酸以促进食物的消化。但由于胃酸的分泌还受到神经、内分泌等因素的影响，因此胃酸的分泌常会失常，在胃内没有食物的情况下，过量的胃酸分泌使胃一直处于酸性环境中，长此以往，易引发胃黏膜溃疡、糜烂，甚至胃出血。胃酸反流使与胃相毗邻的食管也难逃厄运，引起以烧心感为主要症状的胃食管反流病（gerd）。消化性溃疡和胃食管反流病都属于胃酸相关疾病。治疗与胃酸相关疾病的药物很多。较早使用的抑酸剂是h2受体拮抗剂（h2ras），如西米替丁、雷尼替丁、法莫替丁等。这些在20世纪80年代普及的药物，在当时被认为可以提供安全、有效的抑酸作用，然而不久就发现，由于影响h2受体的因素较多，患者个体的差异性较大，在用h2受体拮抗剂治疗消化性溃疡时易出现泌酸反跳现象和耐受性不佳等问题。到20世纪90年代，科学家将研究重点集中到了质子泵抑制剂（ppi）上。ppi的优势在于它能够更直接地抑制胃酸分泌的最终环节，疗效显著优于其他抑酸剂，同时解决了耐受性等诸多问题。