1.2.3.Модели транспорта с участием переносчиков

Хотя к настоящему времени выделено и исследовано большое число белков-переносчиков, а также полных АТРазных и трансферазных систем, молекулярные механизмы переноса веществ с их помощью еще недостаточно ясны.

Разнообразие свойств переносчиков и кинетики транспорта различных веществ привели к созданию самых разных моделей мембранного транспорта (показаны на Рис. 1 .3)

Общей чертой всех этих моделей является последовательность стадий узнавания субстрата, его связывания с переносчиком, переноса через мембрану и освобождения субстрата от переносчика.

В качестве модели стадии переноса через мембрану предложена модель вращающегося переносчика (Рис. 1 .3, 1А. 1Б), трансляции (Рис. 1 .3, 2) и т.д. Необходимым условием этих видов транспорта доступность для субстрата центра связывания с одной стороны мембраны и недоступность с другой. В противном случае, при одновременной доступности с обеих сторон, переносчик станет играть роль пор и транспорт будет сходен с обычной диффузией.

Системой, промежуточной между активным переносом и пассивным транспортом, является система фиксированных каналов (Рис. 1 .3, 3). Стенки таких каналов могут расширяться и сужаться (за счет изменения конформации) и осуществлять, таким образом, активный транспорт молекул с одной стороны мембраны на другую.

Исследование кинетики различных процессов транспорта привело к созданию моделей подвижного переноса и каналов (Рис. 1 .3, 4 и 5).

1.2.4.Натриевый насос

Рис. 1.3. Различные модели активного переноса веществ через мембрану

Так называемый натриевый насос осуществляет активный транспорт ионов Na⁺ через мембраны. Этот активный транспорт ионов натрия из клетки в окружающую среду осуществляется с помощью двух типов «насосов». В первом из них транспорт ионов Na⁺ из клетки сопряжен с транспортом ионов калия внутрь клетки. Он получил название сопряженного нейтрального насоса.

Во втором типе транспорт ионов Na⁺ не требует обязательного сопряжения с транспортом К⁺. Поскольку транспорт ионов Na⁺ из клетки без компенсации ионами K⁺ вызывает рост электрохимического потенциала, он получил название электрогенного. Такой электрогенный насос ответственен за возникновение трансмембранного потенциала.

Источником энергии активного транспорта является АТР. Одной из наиболее распространенных систем активного транспорта является Na, K-АТРазная система. АТРазные системы локализованы в мембранах и взаимодействуют с ионами натрия, находящимися внутри клетки, и ионами калия вне клетки (Рис. 1 .4).

Источником энергии для сопряженного транспорта двух ионов калия в клетку и трех ионов натрия из клетки является расщепление одной молекулы АТР до ADP и неорганического фосфата (Рис. 1 .4).

Рис. 1.4. Схема сопряженного нейтрального насоса

10