Протонный насос — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
- Эта статья содержит общие сведения о протонных насосах. Сведения о протонной аденозинтрифосфатазе (АТФазе P-типа) содержатся в статье про аденозинтрифосфатазы.
Протонный насос — интегральный мембранный белок, осуществляющий перемещение протонов через мембрану клетки, митохондрии или другого внутриклеточного компартмента.
В процессе клеточного дыхания протонные насосы забирают протоны из матрикса и выпускают их во внутреннюю полость. Эти запертые внутри органеллы протоны формируют градиент как pH, так и электрического заряда и создают электрохимический потенциал, который служит запасом энергии для клетки.
Сама клеточная мембрана при этом уподобляется плотине на реке, не пуская протоны обратно в матрикс. Поскольку насос прокачивает протоны против градиента, эта работа требует затрат энергии. Важно отметить, что сам насос не создает энергию. Он переводит энергию, полученную из какого-то источника, в потенциальную энергию электрохимического градиента.
Протонные насосы у человека[править | править код]
В человеческих митохондриях работа протонных насосов осуществляется за счет электронтранспортной цепи. Например, перемещение протонов оксидазой цитохрома с происходит за счет электронов цитохрома c. На протонной АТФазе плазматической мембраны, а также у трансмембранной АТФазы других клеточных мембран транспорт протонов осуществляется за счет гидролиза АТФ.
АТФ-синтаза FoF1, применяемая в митохондриях, напротив, обычно переносит протоны через мембрану из области высокой в область низкой концентрации, используя энергию, выделяющуюся при этом переносе, для синтеза АТФ. Для обеспечения прохождения протонов через внутреннюю мембрану в ней временно открывается протонный канал.
Протонные насосы у других организмов[править | править код]
У бактерий, а также у немитохондриальных органелл, производящих АТФ, энергия, используемая для переноса протонов, добывается в электронтранспортной цепи или путём фотосинтеза.
АТФ-лигаза CF1, примененная в хлоропластах растений соответствует человеческой АТФ-синтазе FoF1.
Бактериородопсин — фотосинтетический пигмент, который используют археи, особенно галобактерии.
Протонный насос — это… Что такое Протонный насос?
- Эта статья содержит общие сведения о протонных насосах. Сведения о протонной аденозинтрифосфатазе (АТФазе P-типа) содержатся в статье про аденозинтрифосфатазы.
Протонный насос — интегральный мембранный белок, осуществляющий перемещение протонов через мембрану клетки, митохондрии или другого внутриклеточного компартмента.
Функции
В процессе клеточного дыхания протонные насосы забирают протоны из матрикса и выпускают их во внутреннюю полость. Эти запертые внутри органеллы протоны формируют градиент как pH, так и электрического заряда и создают электрохимический потенциал, который служит запасом энергии для клетки.
Сама клеточная мембрана при этом уподобляется плотине на реке, не пуская протоны обратно в матрикс. Поскольку насос прокачивает протоны против градиента, эта работа требует затрат энергии. Важно отметить, что сам насос не создает энергию. Он переводит энергию, полученную из какого-то источника, в потенциальную энергию электрохимического градиента.
Разнообразие
Протонные насосы у человека
В человеческих митохондриях работа протонных насосов осуществляется за счет электронтранспортной цепи. Например, перемещение протонов оксидазой цитохрома с происходит за счет электронов цитохрома c. На протонной АТФазе плазматической мембраны, а также у трансмембранной АТФазы других клеточных мембран транспорт протонов осуществляется за счет гидролиза АТФ.
АТФ-синтаза FoF1, применяемая в митохондриях, напротив, обычно переносит протоны через мембрану из области высокой в область низкой концентрации, используя энергию, выделяющуюся при этом переносе, для синтеза АТФ. Для обеспечения прохождения протонов через внутреннюю мембрану в ней временно открывается протонный канал.
Протонные насосы у других организмов
У бактерий, а также у немитохондриальных органелл, производящих АТФ, энергия, используемая для переноса протонов, добывается в электронтранспортной цепи или путем фотосинтеза.
АТФ-лигаза CF1, примененная в хлоропластах растений соответствует человеческой АТФ-синтазе FoF1.
Бактериородопсин — фотосинтетический пигмент, который используют археи, особенно галобактерии.
См.также
Водородно-калиевая аденозинтрифосфатаза — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 8 июня 2018; проверки требует 1 правка. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 8 июня 2018; проверки требует 1 правка.- Статья посвящена Н+/К+-АТФазе слизистой оболочки желудка.
Водоро́дно-ка́лиевая аденозинтрифосфата́за (другие названия: Н+/К+-АТФа́за, Н+/K+-аденозинтрифосфата́за, ка́лий-водоро́дная аденозинтрифосфата́за) — фермент класса гидролаз (КФ 3.6.3.10). В гастроэнтерологии и фармацевтике, ориентированной на органы пищеварения, вместо водородно-калиевая аденозинтрифосфатаза обычно используют синонимы: прото́нная по́мпа, прото́нный насо́с, прото́новый насо́с, или прото́новая по́мпа (особенно часто в словосочетаниях типа: «ингибитор протонного насоса», «ингибитор протонной помпы» и т. д.).
Впервые идентифицирована в 1973 году A. Ganser и J. Forte при изучении кислотопродуцирующих клеток лягушки-быка[2]
.Водородно-калиевая аденозинтрифосфатаза является протонной помпой (синоним протонным насосом) и играет важнейшую роль при секреции соляной кислоты в желудке. Н+/К+-АТФаза составляют большинство из молекул белков апикальных (направленных в просвет желудка) мембран париетальных клеток. Основная функция этих клеток заключается в продуцировании соляной кислоты (а также внутреннего фактора Кастла). Париетальные (синоним обкладочные) клетки располагаются в фундальных железах желудка. Фундальные (синоним главные) железы составляют основную часть желёз области дна, тела и интермедиальной зоны желудка и практически отсутствуют в кардиальной и пилорической частях желудка.
Н+/К+-АТФаза состоит из двух субъединиц, α (ATP4A) и β (ATP4B). Субъединица α представляет собой полипептидную цепь из 1033 аминокислотных остатков, десять раз пересекающую мембрану клетки, образующую, таким образом, пять петель, выходящих за пределы клетки. Оба конца α субъединицы, N и С, находятся внутри клетки. Большой участок полипептидной цепи (примерно 800 аминокислотных остатков), находящийся на цитоплазматической стороне от мембраны, образует домен, являющийся каталитическим центром гидролазы.
Субъединица β является гликопротеином, содержащим 291 аминокислотный остаток, а также углеводные цитоплазматические фрагменты (примерно треть массы β субъединицы) и не участвует непосредственно в процессе транспорта ионов. Полипептидная цепь этой субъединицы пересекает мембрану только один раз. N конец этой субъединицы находится внутри париетальной клетки, в её цитоплазме, C конец и большая часть — с внешней стороны мембраны. Эта субъединица играет важную роль в доставке вновь синтезированной субъединицы к мембране.
Н+/К+-АТФаза относится к большой группе белков — АТФаз, отвечающих за транспорт ионов (в большинстве случаев катионов) через клеточные мембраны практически всех биологических видов. Н +/К+-АТФаза транспортирует ион водорода Н+ из цитоплазмы париетальной клетки в полость желудка через апикальную мембрану в обмен на ион калия К+, который она переносит внутрь клетки. При этом оба катиона транспортируются против электрохимического градиента. Источником энергии для этого транспорта служит гидролиз молекулы АТФ. Одновременно с ионами водорода в просвет желудка путём активного транспорта против градиента переносятся ионы хлора Cl−. Входящие в клетку ионы К+ покидают её по градиенту концентрации вместе с ионами Cl− через апикальную мембрану париетальных клеток. Протоны Н+ образуются в эквивалентных количествах с НСО3− при диссоциации угольной кислоты Н2СО3 при участии фермента карбоангидразы. Ионы НСО3− пассивно перемещаются в кровь по градиенту концентрации через базолатеральную мембрану в обмен на Cl−
Уменьшение продукции соляной кислоты в желудке является распространёнными и эффективным методом лекарственной терапии кислотозависимых заболеваний пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки, таких как: гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь, диспепсии, пищевода Барретта, язвы желудка, язвы двенадцатиперстной кишки, хронического гастрита, дуоденита. Для торможения процессов кислотопродукции используют два класса лекарственных препаратов: блокаторы H2-гистаминовых рецепторов (класс АТХ А02ВA) и ингибиторы протонного насоса (класс АТХ А02ВС).
Ингибирование (торможение) продукции соляной кислоты блокаторами H2-рецепторов происходит опосредованно. Стимуляция H2-гистаминовых рецепторов периетальной клетки гистамином является необходимым условием для последующего секретирования соляной кислоты. Гистамин, воздействуя на Н 2-рецепторы, что приводит к активизации аденилатциклазной системы с образованием циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Последний выступает в роли вторичного посредника секреции соляной кислоты. Блокаторы H2-рецепторов конкурентным образом ингибируют H2-рецепторы, уменьшая, таким образом, продукцию соляной кислоты.
Ингибиторы протонного насоса непосредственно воздействуют на Н+/К+-АТФазу. Накапливаясь в кислой среде секреторных канальцев париетальной клетки в непосредственной близости к молекуле-мишени — Н+/К+-АТФазе, они претерпевают ряд изменений — протонирование и превращение в сульфенамид. В этой форме они образуют прочные ковалентные связи с Н+/К+-АТФазой, в результате чего последняя перестаёт выполнять свои функции протонного насоса. Для того чтобы париетальная клетка вновь начала секрецию кислоты, необходим синтез новых Н
Протонная помпа — Справочник химика 21
На рисунке схематично изображены принципы, лежащие в основе хемиосмотической теории окислительного фосфорилирования. Р, и Ро — белковые субъединицы, ответственные за фосфорилирование. Основной поток протонов создается сопряжением окисления с транслокацией протонов, переносимых с внутренней на наружную сторону мембраны эта транслокация осуществляется комплексами дыхательной цепи I, 111 и IV, каждый из которых действует как протонная помпа. Разобщители, например, динитрофенол, вызывают утечку Н через мембрану, сильно снижая электрохимический протонный градиент. Олигомицин специфически блокирует поток протонов через Рц [c.88]Протонная помпа в хлоропластах может играть по крайней мере троякую роль. Во-первых, за счет изменения pH внутри хлоропластов могут происходить изменения конформации белков ламелл и растворимых белков, что должно отразиться на их функциях. Во-вторых, сильнее повышение концентрации протонов в хлоропластах приводит к изменениям в обмене ионов (катионов и анионов) с окружающей средой. Так как послед- [c.212]
Физиологическое действие гиббереллинов проявляется главным образом в стимуляции ростовых процессов за счет усиления растяжения клеток и повышения митотической активности меристематических тканей. Стимулирование растяжения клеток под действием гиббереллина не связано с активацией протонной помпы, в отличие от действия ауксинов, а обусловлено усилением синтеза материала клеточной стенки. [c.339]
Фитогормональные эффекты АБК весьма разнообразны. Они связаны как с ингибированием, так и со стимуляцией важнейших физиологических процессов. Абсцизовая кислота — фитогормон с мощным ингибиторным действием. Она ускоряет распад нуклеиновых кислот, белков, хлорофилла, ингибирует активность протонной помпы. Под действием АБК закрываются устьица и прерывается фотосинтетическое фосфорилирование. [c.341]
Протонная помпа — процесс переноса протонов через клеточные мембраны с помощью специализированных белков. [c.465]
Цитохромоксидаза как редокс-зависимая протонная помпа [c.213]
Общие свойства. В основе функционирования Бр как протонной помпы лежит его способность за счет энергии света переносить протоны с цитоплазматической на внешнюю сторону клеточной мембраны. [c.393]
С ионными насосами связана работа органов пищеварения и выделения различных животных, они принимают участие во всасывании продуктов пищеварения, выделении отходов метаболизма и др. В специальных клетках желудка позвоночных имеется протонная помпа. Она выкачивает в просвет желудка положительно заряженные ионы водорода, за которыми идут отрицательные ионы хлора так в желудке вырабатывается соляная кислота. [c.108]
Работа ионных насосов (100). Какие еще бывают насосы (103) Протонная помпа (105). Зачем невозбудимым клеткам потенциал покоя (105). Как организмы используют свои ионные насосы (107). Ионные каналы (109). [c.285]
В связи с этим необходимо отметить, что роль К» в мембранном транспорте веществ, в частности сахаров, давно обсуждалась в литературе [595], но не нашла пока четкой интерпретации. Хотя значение К+ как иона, компенсирующего изменение заряда поверхностной мембраны при вторичном транспорте, признается рядом авторов [316, 366], характер сопряжения потока этого иона с работой протонной помпы и вторичных систем транспорта веществ недостаточно ясен. По нашим данным, роль К» » в этих процессах весьма неоднозначна. [c.79]
Принципиально важный вопрос состоит в том. является ли сопряжение потока К+ с первичной и вторичной транспортными системами прямым или косвенным. Если судить по нашим данным, это сопряжение может носить косвенный характер. В описанных выше опытах компенсационные потоки К+ значительно блокировались блокатором калиевых каналов ТЭА (см. рис. 20). Это позволяет говорить о наличии на плазмалемме компенсационного диффузионного калиевого русла, общего как для протонной помпы, так и для вторичных транспортных систем. Таким образом, интегральный калиевый поток через эту мембрану есть отражение взаимодействия первичных и вторичных транспортных систем. Существование такого взаимодействия подтверждают результаты опытов нашей лаборатории, в которых при наличии активного вторичного транспорта сахарозы наблюдалась стимуляция активности Н+-АТФазы плазматических мембран флоэмы борщевика по сравнению с контролем (без вторичного транспорта сахарозы) или с вариантом, где вместе с сахарозой находился флоридзин [273]. [c.80]
Для выполнения этой задачи в клетках и была сформирована локализованная в ЦПМ АТФ-зависимая протонная помпа. Энергия гидролиза АТФ, осуществляемого АТФазой, использовалась для выталкивания протонов из клетки во внешнюю среду. Гидролиз одной молекулы АТФ приводит к переносу 2 протонов и созданию таким путем трансмембранного электрохимического протонного градиента. Экспериментально это было показано для молочнокислых бактерий и клостридиев, у которых нет дыхания, но в ЦПМ локализованы АТФазы, расщепляющие молекулы АТФ, образующиеся при брожении. [c.349]
Протонная помпа Википедия
- Эта статья содержит общие сведения о протонных насосах. Сведения о протонной аденозинтрифосфатазе (АТФазе P-типа) содержатся в статье про аденозинтрифосфатазы.
Протонный насос — интегральный мембранный белок, осуществляющий перемещение протонов через мембрану клетки, митохондрии или другого внутриклеточного компартмента.
Функции[ | ]
В процессе клеточного дыхания протонные насосы забирают протоны из матрикса и выпускают их во внутреннюю полость. Эти запертые внутри органеллы протоны формируют градиент как pH, так и электрического заряда и создают электрохимический потенциал, который служит запасом энергии для клетки.
Сама клеточная мембрана при этом уподобляется плотине на реке, не пуская протоны обратно в матрикс. Поскольку насос прокачивает протоны против градиента, эта работа требует затрат энергии. Важно отметить, что сам насос не создает энергию. Он переводит энергию, полученную из какого-то источника, в потенциальную энергию электрохимического градиента.
Разнообразие[ | ]
Протонные насосы у человека[ | ]
В человеческих митохондриях работа протонных насосов осуществляется за счет электронтранспортной цепи. Например, перемещение протонов оксидазой цитохрома с происходит за счет электронов цитохрома c. На протонной АТФазе плазматической мембраны, а также у трансмембранной АТФазы других клеточных мембран транспорт протонов осуществляется за счет гидролиза АТФ.
АТФ-синтаза FoF1, применяемая в митохондриях, напротив, обычно переносит протоны через мембрану из области высокой в область низкой концентрации, используя энергию, выделяющуюся при этом переносе, для синтеза АТФ. Для обеспечения прохождения протонов через внутреннюю мембрану в ней временно открывается протонный канал.
Протонные насосы у других организмов[ | ]
У бактерий, а также у немитохондриальных органелл, производящих АТФ, энергия, используемая для переноса протонов, добывается в электронтранспортной цепи или путём фотосинтеза.
АТФ-лигаза CF1, примененная в хлоропластах растений соответствует человеческой АТФ-синтазе FoF1.
Бактериородопсин — фотосинтетический пигмент, который используют археи, особенно галобактерии.
См. также[ |
Ингибитор Протонного Насоса (Proton-Pump Inhibitor)
- Ингибитор Протонного Насоса (Proton-Pump Inhibitor)
- лекарственное вещество, уменьшающее секрецию желудочной соляной кислоты путем блокирования протонного насоса в обкладочных (париетальных) клетках желудочных желез. К этим лекарственным веществам относится, например, омепразол; они применяются для лечения язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, а также рефлюкс-эзофагита.
Источник: «Медицинский словарь»
Медицинские термины. 2000.
- Ингибитор Дигидрофолат Редуктазы (Dihydrofolate Reductase Inhibitor)
- Индекс Давления (Pressure Index (Pi))
Смотреть что такое «Ингибитор Протонного Насоса (Proton-Pump Inhibitor)» в других словарях:
ИНГИБИТОР ПРОТОННОГО НАСОСА — (proton pump inhibitor) лекарственное вещество, уменьшающее секрецию желудочной соляной кислоты путем блокирования протонного насоса в обкладочных (париетальных) клетках желудочных желез. К этим лекарственным веществам относится, например,… … Толковый словарь по медицине
Ингибитор протонного насоса — Ингибиторы протонного насоса (синонимы: Ингибиторы протонной помпы, Ингибиторы протонового насоса, Ингибиторы протоновой помпы; часто употребляется аббревиатура ИПП, реже ИПН) лекарственные препараты, предназначенные для лечения кислотозависимых… … Википедия
Ингибитор протонового насоса — Ингибиторы протонного насоса (синонимы: Ингибиторы протонной помпы, Ингибиторы протонового насоса, Ингибиторы протоновой помпы; часто употребляется аббревиатура ИПП, реже ИПН) лекарственные препараты, предназначенные для лечения кислотозависимых… … Википедия
Ингибиторы протонного насоса — (синонимы: Ингибиторы протонной помпы, Ингибиторы протонового насоса, Ингибиторы протоновой помпы; часто употребляется аббревиатура ИПП, реже ИПН) лекарственные препараты, предназначенные для лечения кислотозависимых заболеваний… … Википедия
Ингибитор протонной помпы — Ингибиторы протонного насоса (синонимы: Ингибиторы протонной помпы, Ингибиторы протонового насоса, Ингибиторы протоновой помпы; часто употребляется аббревиатура ИПП, реже ИПН) лекарственные препараты, предназначенные для лечения кислотозависимых… … Википедия
Ингибитор протоновой помпы — Ингибиторы протонного насоса (синонимы: Ингибиторы протонной помпы, Ингибиторы протонового насоса, Ингибиторы протоновой помпы; часто употребляется аббревиатура ИПП, реже ИПН) лекарственные препараты, предназначенные для лечения кислотозависимых… … Википедия
Ингибиторы протонового насоса — Ингибиторы протонного насоса (синонимы: Ингибиторы протонной помпы, Ингибиторы протонового насоса, Ингибиторы протоновой помпы; часто употребляется аббревиатура ИПП, реже ИПН) лекарственные препараты, предназначенные для лечения кислотозависимых… … Википедия
Ингибиторы протонной помпы — Ингибиторы протонного насоса (синонимы: Ингибиторы протонной помпы, Ингибиторы протонового насоса, Ингибиторы протоновой помпы; часто употребляется аббревиатура ИПП, реже ИПН) лекарственные препараты, предназначенные для лечения кислотозависимых… … Википедия
Ингибиторы протоновой помпы — Ингибиторы протонного насоса (синонимы: Ингибиторы протонной помпы, Ингибиторы протонового насоса, Ингибиторы протоновой помпы; часто употребляется аббревиатура ИПП, реже ИПН) лекарственные препараты, предназначенные для лечения кислотозависимых… … Википедия
Ночной кислотный прорыв — Ингибиторы протонного насоса (синонимы: Ингибиторы протонной помпы, Ингибиторы протонового насоса, Ингибиторы протоновой помпы; часто употребляется аббревиатура ИПП, реже ИПН) лекарственные препараты, предназначенные для лечения кислотозависимых… … Википедия
Ингибитор протонной помпы заменяет операцию – аналитический портал ПОЛИТ.РУ
Язвенная болезнь и многие другие нарушения пищеварительной системы человека напрямую связаны с повышением кислотности желудка. Самым современным способом борьбы с этим канцерогенным фактором является препарат – ингибитор протонной помпы, пришедший на смену хирургическому вмешательству. Наиболее перспективная область в разработке такого рода противоязвенных лекарств — обратимые ингибиторы, созданием которых занимаются и в России.
Для чего нужна протонная помпа
Организм человека порой сравнивают с работой завода. Когда-то такую метафору применяли к органам, представавшим как бесперебойно функционирующие механизмы. Теперь, с расширением наших знаний, всё чаще ее применяют к процессам, действующим на молекулярном уровне.
В частности, для работы системы пищеварения организм должен сыграть роль химического завода, производящего соляную кислоту. В нашем желудке кислая среда. В среднем ее водородный показатель (pH) равен двум. Для достижения этого необходимо постоянно поддерживать концентрацию ионов водорода Н+ внутри желудка.
Схема работы протонной помпы
Внутри окружающих желудок клеток кислотность значительно ниже (рН = 7,4). Сами по себе ионы водорода не пойдут из места, где их меньше, туда, где их больше. Их нужно заставить выйти из клеток наружу, чтобы поддержать необходимый уровень кислотности. Для этого существует механизм, названный «протонной помпой». Он действительно работает как насос, переправляющий протоны (то есть ионы водорода) из клетки в полость желудка.
Представляет собой протонная помпа всего лишь одну молекулу фермента аденозинтрифосфотазы (кратко – АТФаза). Молекула погружена в клеточную мембрану так, что одна из ее частей находится внутри клетки, а другая снаружи. При этом внутренняя часть реакционного центра молекулы способна присоединить к себе ион водорода, а наружная – ион калия. Водорода много снаружи и мало внутри, калия наоборот мало снаружи, но много внутри клетки. Сами по себе ни водород, ни калий не устремятся через клеточную мембрану. Чтобы помпа заработала, необходима энергия. «Топливом» в клетках служат молекулы аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Наш фермент АТФаза способен отщеплять от молекулы АТФ одну фосфорную группу с выделением энергии. Когда это происходит, конфигурация молекулы АТФазы меняется так, что ион водорода оказывается снаружи клеточной мембраны, а ион калия внутри. Насос заработал!
Но это еще не всё. Ион калия внутри клетки стремится выйти наружу. И ему удается пройти через клеточную мембрану при помощи другого механизма. Но этот механизм устроен так, что он выпустит ион калия, только если тот захватит с собой ион хлора. В результате внутри желудка повышается концентрация ионов водорода и ионов хлора, то есть фактически возникает соляная кислота, которая, как и положено в растворе, диссоциирована на ионы. Теперь при помощи этой кислоты можно переваривать пищу.
Когда кислота становится проблемой
Однако очень часто случается, что кислота в желудке начинает приносить вред. Приязвенной болезни она разрушает слизистую оболочку стенок желудка. Аналогичные явления происходят при некоторых других заболеваниях, таких как, например рефлюксная болезнь (рефлюксэзофагит), при которой содержимое желудка периодически забрасывается наверх – в пищевод. Это не только вызывает неприятные ощущения, но и служит достаточно сильным канцерогенным фактором. Язвы на стенках желудка и двенадцатиперстной кишки возникают не только во время собственно язвенной