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钠钾泵(Sodium-Potassium Pump)简称钠泵,即Na+,K+-ATP酶为细胞膜中存在的一种特殊蛋白质可以分解ATP获得能量,并利用此能量进行Na+、K+的主动转运,即能逆浓度梯度把Na+从细胞内转运到细胞外,把K+从细胞外转运入细胞内,ATP酶的主要作用是控制细胞膜内外的K+,Na+离子的浓度差,维持细胞内外液的渗透压。

中文名钠钾泵

外文名sodium potassium pump

别 名钠钾ATP酶原 理保持膜内高钾,膜外高钠的分布

作 用防止细胞水肿;势能贮备生物现象静息电位及动作电位[1]

简介

钠钾泵可以将细胞外相对细胞内较低浓度的钾离子送进细胞,并将细胞内相对细胞外较低浓度的钠离子送出细胞。经由以具放射性的钠、钾离子标定,可以发现钠、钾离子都会经过这个通道,钠、钾离子的浓度在细胞膜两侧也都是相互依赖的,所以显示了钾离子都可以经过这个载体运输。且已知钠钾泵需消耗ATP,并可以将三个钠离子送出细胞,同时将两个钾离子送进细胞。

钠钾泵在1950年被丹麦的科学家延斯·斯科(Jens Skou)发现,它代表了我们对离子进出细胞的认识的一个重要的里程碑。它也在细胞刺激上有着重要的意义,像神经细胞的冲动,就是用钠钾泵帮助维持细胞电位使神经冲动得以传输

原理

钠钾泵(也称钠钾转运体),为蛋白质分子,进行钠离子和钾离子之间的交换。每消耗一个ATP分子,逆电化学梯度泵出3个钠离子和泵入2个钾离子。保持膜内高钾,膜外高钠的不均匀离子分布。

作用

细胞内高钾是许多代谢反应进行的必需条件;防止细胞水肿;势能贮备。

钠钾泵的作用方式可因不同生理条件而异,在红细胞膜中可能有以下几种方式:

⒈ 正常的作用方式——利用ATP的水解与Na+-K+的跨膜转运相偶联。

⒉ 泵的反方向作用——利用Na+-K+的跨膜转运来推动ATP的合成。

⒊ Na+- Na+交换反应可能与ATP和ADP交换反应相偶联。

⒋ K+ - K+交换反应与Pi和H2⒅O的交换反应相偶联。

⒌ 依赖ATP水解,解偶联使Na+排出。

组成

Na—K 泵由α、β两亚基组成。α亚基为分子量约 120KD 的跨膜蛋白,既有Na、K 结合位点,又具 ATP 酶活性,因此 Na—K 泵又称为 Na—K—ATP 酶。β亚基为小亚基,是分子量约 50KD 的糖蛋白。

一般认为 Na—K 泵首先在膜内侧与细胞内的 Na 结合,ATP 酶活性被激活后,由 ATP 水解释放的能量使“泵”本身构象改变,将 Na 输出细胞;与此同时, “泵”与细胞膜外侧的 K 结合,发生去磷酸化后构象再次改变,将 K 输入细胞内。研究表明,每消耗 1 个 ATP 分子,可使细胞内减少 3 个 Na 并增加 2 个 K。

参考文献