Натрий-калиевый насос

Натрий-калиевая аденозинтрифосфатаза, натрий-калиевая АТФ-аза, Na⁺/K⁺-аденозинтрифосфатаза — фермент из группы транспортных аденозинтрифосфатаз (КФ 3.6.3.9), находящийся в клеточной мембране. Он встречается практически во всех клетках человека, а также в клетках других организмов. Основное назначение — поддерживать клеточный потенциал и регулировать клеточный объём.

Принцип действия

Схема действия

Первоначально этот переносчик, осуществляющий антипорт, присоединяет с внутренней стороны мембраны три иона Na⁺ . Эти ионы изменяют конформацию активного центра АТФазы. После такой активации АТФаза способна гидролизовать одну молекулу АТФ, причем фосфат-ион фиксируется на поверхности переносчика с внутренней стороны мембраны. Выделившаяся энергия расходуется на изменение конформации АТФазы, после чего три иона Na⁺ и ион PO₄^3-(фосфат) оказываются на внешней стороне мембраны. Здесь ионы Na⁺ отщепляются, а PO₄^3- замещается на два иона К⁺. Затем конформация переносчика изменяется на первоначальную, и ионы К⁺ оказываются на внутренней стороне мембраны. Здесь ионы К⁺ отщепляются, и переносчик вновь готов к работе.

Более кратко действия АТФазы можно описать так:

• 1) Она изнутри клетки «забирает» три иона Na⁺,затем расщепляет молекулу АТФ и присоединяет к себе фосфат
• 2) «Выбрасывает» ионы Na⁺ и присоединяет два иона K⁺ из внешней среды.
• 3) Отсоединяет фосфат, два иона K⁺ выбрасывает внутрь клетки

В итоге во внеклеточной среде создается высокая концентрация ионов Na⁺, а внутри клетки — высокая концентрация K⁺. Работа Na⁺,K⁺ — АТФаза создает не только разность концентраций, но и разность зарядов (она работает как электрогенный насос). На внешней стороне мембраны создается положительный заряд, на внутренней — отрицательный.

История

Na⁺/K⁺-АТФаза была открыта Йенсом Скоу в 1957году. Он выделил этот фермент из периферических нервов с помощью оуабаина — специфически связывающегося с АТФазой гликозида. В 1997 году за это открытие он был удостоен Нобелевской премии по химии.

См. также

• Мембранный транспорт