Iontové pumpy

Video: Neurony Přednáška 3 - čerpadlo sodno-draselný

Ion čerpadla molekulární mechanismy zvané lokalizován v membráně a určené k přepravě materiálu energie, která se uvolňuje při štěpení ATP nebo jakýkoli jiný typ energie.

Tyto mechanismy jsou výsledkem evoluční adaptací organismů na změny v iontové složení na životní prostředí. Podle Grennera D. (2004), proteiny, že fungovaly dobře v médiu primární oceánu obsahujícím převážně K⁺ a Mg²⁺. V průběhu doby, složení oceánu změnil a stal se převládající ionty Na⁺ a Ca²⁺. Proto se mechanismus, který omezuje koncentrace těchto iontů v buňkách, ale vedení jim K⁺ a Mg²⁺. Tento mechanismus se stal sodíku a vápníku čerpadlo. Ta je schopna udržovat mezi cytosolické a extracelulární tekutiny 1000 násobnému gradientu koncentrace Ca²⁺. Výsledkem je, že dnes všechny mnohobuněčných organismů Na⁺ a Ca²⁺ byly hlavní ionty extracelulárním médiu. Ten slouží intracelulární mediátor pro mnoho metabolických procesů pomocí hormony nebo jiné biologicky aktivní látky, které způsobují rychlé přechodné změny proudu iontů přes plasmatickou membránu a intracelulárních oddílů mezi.

Práce biologického čerpadla má určité vlastnosti. Za prvé, - pohyb iontů proti očekávanému směru difúze konjugátu s paralelním štěpení ATP. Rychlost transportu iontů citlivé na teplotu, jako stimulátorů nebo inhibitorů pracovat asymetricky, to znamená, že vnitřní a vnější strany membrány různými způsoby. Hlavní charakteristickou vlastností iontů čerpadel přenosu iontů je pouze v jednom směru, tj. vektor.

Iontové pumpy jsou hlavní překážkou ke zvýšení entropie v biosféře. K dispozici jsou pouze tři: protonická, sodík a vápník. Všechny živé buňky obsahují protonové pumpy. U vyšších organismů působí jako protonové pumpy generátory ATP energie uvolněné při přepravě transmembránového vodíkových iontů v gradientů koncentrací elektrického pole a iontů. V nižších živočichů a rostlin jsou nejen protonové pumpy, generátory, ale čerpadla motory, které nesou H⁺ electrodiffusion proti silám v důsledku energie ATP nebo jiných externích zdrojů energie. Protonové pumpy v rostlinách a mikroorganismech by zachránit klec ze silných vnějších vlivů - kolísání teplot, osmotického tlaku, mechanickým vlivům, atd Proto jsou tyto buňky jsou chráněny tvrdou skořápkou polysacharidu, které se liší svým složením od živočišných buněčných membrán.

Na rozdíl od generických protonové pumpy sodíku a vápníku se nacházejí pouze u zvířat. V tomto případě je sodík je spojena s prací na prvním místě nervového a pojivové tkáně a vápníku se projevuje pouze ve svalech. Na rozdíl od protonu, které reagují na změny v poměru prvků v buňce, stabilizační a regulační zvířatům intracelulární komunikace a akce. Zvážit mechanismus účinku biologického čerpadla více.

Video: Jak Ion čerpadla pracují

protonové pumpy

Jak již bylo uvedeno, všechny buňky používají stejné energie spojovací mechanismus je získán oxidací především sacharidů a mastných kyselin (někdy - proteinů nebo TC) v mitochondriální matrix, práce, vázaného na membránu protonové pumpy. Protonové pumpy je univerzální, to znamená, že může fungovat jako generátor a jako motor. V režimu generátoru energie transformuje elektrické pole a koncentrace diferenciální vodíkových iontů (proton spád) Na chemickou energii, která je uložena ve formě ATP. Adenosintrifosfát je „energetická měna“ buňky, která se ukázala jako Nobelova cena za fyziologii a lékařství 1953 FA. Lipmann.

Druhy jsou fotosyntetické protonové pumpy jednotka chloroplasty a dýchací jednotky mitochondrie. Jsou odolné vůči transmembránový hydroniový iont (H₃O⁺) Prostřednictvím absorpce světla nebo při oxidaci organických sloučenin. V obou případech jsou ionty transportovány v jednom směru, tj., vektor. Protonového gradientu se používá ATP-syntáza pro syntézu ATP, na mol uvedeného přenosný iontů hydronium akumulované energie ve výši přibližně 24 kJ.

Mitochondriální protonové pumpy dopravuje vodíkové ionty H⁺ na jedné straně vnitřní membrány na druhou, v prostoru intermembrane. S touto sadou na vnitřní membráně elektrochemické proton spád - PGE (rozdíl pH na obou stranách membrány, &Delta-pH), Který spolu s transmembránovým potenciálem (&delta&Psi) umožňuje spustit proces výroby energie. Podílí se enzym H⁺ - tranlotsiruyuschaya ATP syntáza, se nachází ve vnitřní mitochondriální membrány. To syntetizuje ATP z adenosin 5`-difosfát (ADP) a anorganický fosfát (Pi). Tak protony proudit zpět do mitochondriální matrix. Proces enzymatické přeměny v oxidačních metabolitů zvaných energie oxidativní fosforylace. To znamená, ATPsyntáza běží v opačném směru ve srovnání s ATPase. Celá myšlenka, že ATP syntéza spojené s převodem na proton energie o koncentračního gradientu, je pojmenována teorie hemoosmoticheskoy (Mitchell, 1961). V roce 1978, Mitchell získal pro tuto práci Nobelovu cenu za chemii.

Přechod elektronu v procesu oxidace z jednoho akceptoru do druhého, z vyššího na nižší energetického stavu, se provádí systém přenosu elektronů (dýchací řetězec - DC). Skládá se ze tří proteinových komplexů vložené do vnitřní membrány mitochondrií, a dva pohyblivé molekulární transportéry - ubiquinone (koenzym Q) a cytochrom c. Obecně platí, že existuje 15 nosiče. Všechny z nich patří do rozsahu redoxních enzymů, a jsou uspořádány ve vzestupném pořadí potenciálů od -0.4 do +0,8 kJ mol.

Energie uvolněná při přechodu z jednoho souboru do druhého, je používán pro přepravu protonů v prostoru intermembrane. Ve skutečnosti, v dýchacím elektronového transportního řetězce dochází mezi atomy kovu koordinačních protetický skupinu proteinových komplexů, s každou další složitější elektronové afinitou než předchozí. Vzhledem k tomu, nejvyšší afinitu k elektronům má O₂, to je konečné receptor elektronový dopravní řetěz za vzniku vody.

Hlavními zdroji energie v normálním provozním buňky jsou sacharidy a tuky. Sacharidy jsou oxidovány v cyklu výměnných reakcí s názvem glykolýza, vyznačující se tím, rozlišit 10 samostatných enzymatické reakce. Shrnutí glykolýza reakce je následující:

glukóza + 2ADP + 2Pi + 2NAD⁺ 2 pyruvát + 2 NADH + 2 Asia-Pacific,

kde Pi - anorganický fosfát.

Tyto dílčí oxidační reakce probíhají v cytoplazmě. Výsledný pyruvát je pak transportován do mitochondriální matrix, který se oxiduje úplně. první acetyl-CoA (via pyruvátdehydrogenasu), A pak se kyselina citrónová cyklus (Krebsův cyklus, nebo cyklus trikarboxylové kyseliny - CTL), přičemž se uvolněné elektrony migrovat podél respiračního tsepi- kde jsou produkovány další molekuly ATP. Výsledkem je, že kompletní oxidace molekuly glukózy 1 tvoří 38 ATP molekuly, jak je znázorněno na obrázku (obr. 1).

Obr. 1. Řízení oxidaci molekul glukózy

Stejně tak oxiduje a mastné kyseliny získané štěpením triglyceridů nerozpustných v cytoplasmě. Spadají do mitochondriální matrix ve formě acyl-CoAderiváty a plně oxidovaný v cyklu &beta--oxidace, 4, který využívá enzymatické reakce. Výsledné molekuly acetyl-CoA dále oxidován v citrátovém cyklu mechanismem popsaným. Podstatou jsou reakce probíhající v TCA cyklu je získat vysoce energetické elektrony transportovány obnovena midadenindinukleotidom-nikotinu (NADH) a izoluje flavin adenin dinukleotid (FADH₂). V tomto případě se NADH, která je vysoce energetická meziprodukt rychle dodává elektrony od mitochondriální matrix v dýchacím řetězci na jejich vnitřní membráně. Co se týče FADH₂, to za použití acyl-CoAdehydrogenáza dává elektrony přímo do ubiquinone, v elektronového transportního systému.

První typ protetických skupin jsou flavin enzymy. Jsou to deriváty riboflavinu (vitamin B₂) flavinmononukleotid - FMN a flavin adenin dinukleotid - FAD, přijímající elektrony z kyseliny jantarové, oxidován v citrátovém cyklu. Reakce je přímý převod vodíkových atomů nebo dvojice dvou elektronů ze substrátu, který má oxidovanou formou riboflavinu izoalloksazinovogo kruhy v molekulách FMN nebo FAD. Redukované formy (FMNFf₂ a FADH₂) Elektrony převedena dále. I když ve většině případů, je popis flavin dehydrogenázy o obsahu v nich kovových nezmiňují, ve skutečnosti, že obsahují proteiny, ionty koordinovány nonheme Fe²⁺.

Druhý typ nosiče (cytochromy) Spojené s geminovoy skupiny, ve které se železná iont v komplexu s porfyrinu. Tyto vektory centrální atom železa prochází z oxidované formy Fe³⁺ na snížené Fe²⁺, přenos elektronu. Jak je uvedeno výše, je změna v mocenství centrálního atomu je železné cytochromy liší od hemoglobinu, ve které je hem koordinována Fe²⁺, což mu umožňuje provádět ligandy (O₂ a CO₂).

Třetí typ elektronových nosičů jsou železo-sirné proteiny, , ve které 2, nebo 4 atomy Fe kovalentně vázané k atomu S cysteinové zbytky polypeptidového řetězce pro vytvoření železa síry centrum. přenosu elektronů je stejná jako cytochromu, tedy změně valence iontů Fe.

Čtvrtý typ nosiče jsou obsahující měď cytochrom c oxidázy. Tyto elektronové zcizení změnou valence atomů mědi (B²⁺ - B⁺). V tomto případě je měď gemosvyazannym s hemové železo v centru bimetalu a účastní se v posledním kroku přenosu elektronů.

To znamená, že komplexní elektrony I se přenesou z NADH na FMN nebo FAD, dále - na železo proteiny. Komplex II lze považovat sukcinátdehydrogenáza. Komplex III přenos elektronů z cytochromu typu B 2 objekty a objekty s typem a₁. Dále zapojený do komplexu IV řetězci cytochrom c oxidázy, bimetallic témat a a₃ 2, kterými jsou měď centrum. přímo z O₂ vzájemné působení B⁺ a hem₃. při obnovování O₂ produkoval silný základní anion O^{2 *}, váže spontánně tvořit 2 protony vody (Faller, štíty, 2004- tabulka. 1).

Tabulka 1. Složky dýchacího řetězce

Někdy se v tomto textu na dýchací řetězec ATP syntáza tzv komplex V, i když tento enzym se nepodílí na přenosu elektronů. Nicméně, to je logicky uzavírá elektronový dopravní řetěz, převedení výsledné protonového gradientu v syntézy ATP. Dále, ATP je přenesen z matrice do prostoru intermembrane mitochondrií mechanismus proti ADP antiporteru, a pak přes porinů vstoupí do cytoplazmy.

Mechanismus syntézu ATP

ATP je syntetizován ATP syntázy ve velkých množstvích. V klidu, v dospělého člověka denně převede množství ATP je asi polovina tělesné hmotnosti a se značnou námahou může stoupnout téměř tun. Pro upřesnění detailů procesu syntézy ATP v roce 1997 P. Boyer (P. D. Boyer), D. Walker (J. E. Walker) a J. Skou (J. C. Scou) byla udělena Nobelova cena za chemii.

ATP syntázy se skládá ze dvou částí: vložené do membrány proton kanál a katalytický protein podjednotky. Proton kanál (faktor F₀) Obsahuje 3 hydrofobní druhy polypeptid s molekulovou hmotností 100-150 tisíc. Ano (1, 2b a 9-12). Další část enzymu je sférický protein (faktor F₁) S molekulovou hmotností přibližně 500 tis. Ano. Skládá se, alespoň 9 podjednotek (3 - &alfa-, 3 - &beta a 1 - &gama, &delta, &epsilon-). faktor F₁ snadno smýt na membránu slabými rozpouštědly. &beta - podjednotky obsahuje 3 aktivních center, které se podílejí na přenosu protonu v cyklu tvorby ATP. přenos protonu energie se spotřebuje převážně v otáčení jednoho z podjednotek, což způsobuje konformační změnu con další dvě a ATP uvolnění vytvořeného ve druhé fázi cyklu, do buňky (Obr. 2).

Obr. 2. Zjednodušený obraz ATP syntázy.

ATP syntáza pracuje ve velmi specifickým způsobem. Většina enzymů vázat a uvolňovat substrátů a produktů spontánně, ale pro plné katalytické reakce vyžaduje energii. Naproti tomu v molekule ATP syntázy energie není vyžadován pro syntézu ATP z ADP a P1, a na ADP a fosfátu kromě enzymu následuje uvolnění ATP. Přebytek (přebytek) energie uložené v ATP. &gama, &a delta &epsilon - subediiitsy otáčet ve válce tvořeného střídavého &a alfa- &beta - podjednotky. Tato rotace podporuje strukturální změny v &beta, mění svoji vazebnou schopnost v průběhu cyklu (obr. 3).

Obr. 3. "Vázání výměnu" Mechanismus ATP formace (v Boyer)

Boyer označil ATP syntázy „molekulární stroj“. To může být ve srovnání s vodním mlýnem. F_o - kolo, protony průtoku - padající proud vody, jako strukturálních změn v F₁ poskytují pro vytvoření jednoho rotačního cyklu tří molekul ATP.

Režim Motor protonové pumpy, jako ostatní dva, vzhledem k energii ATP vytvořit mezi buňkou a středním elektrochemické potenciální rozdíl. V tomto případě může být energie pro membránové potenciály vektorových živiny - transportní proteiny (permeasy) - o dodávce látek buňkách odlišnou chemickou povahu a energetickou hodnotu. Na rozdíl od čerpadla, permeáza konstruován symetricky s ohledem na životní prostředí, a práce v obou směrech equiprobably, no vektor. Směr pohybu závisí na vnějších podmínkách a ne struktuře enzymu. Proto je takový systém je označen jako "psevdonasosy“.

Permeáza vykazují specifičnost pro substráty, včetně skupiny. Plní aktivní přenos v důsledku ATP nebo jiných sloučenin bohatých energie, například, fosfoenolpyruvát. Aktivní transportní mechanismy představují tři (obr.4): 1. Uniporter, je-li jedna látka převede v jednom směru (například glukózy v jaterních buňkách) - 2. symport, pokud jsou dva nebo více látek přepravovány v jednom směru (například aminokyseliny a glukóza spolu s ionty na⁺ ve střevním epitelu) - 3. antiport, v případě, že je výměna molekul různými způsoby (např., HCO₃ na cl erytrocytů membrána nebo ATP na ADP z matrice do prostoru intermembrane mitochondrií).

Obr. 4. Aktivní transport iontů a molekul v důsledku hydrolýzy ATP energie

V tomto případě, glukóza a aminokyseliny mohou přijít v červené krvinky se nejen aktivně transportován, ale také usnadnila difúze permeázu typu Uniporter. V tomto případě je molekula převedena do erytrocytu okamžitě fosforylovaného a tím ztrácí schopnost opustit buňku, to znamená, že směrem ven, tento proces má vlastnosti vektoru. Specifičnost permeáza pro glukózu ( "D-hexóza„) Je, že s sebou nese pouze D-izomer. To je integrální membránový protein s molekulovou hmotností 45 kDa.

Převod většiny rozpustných molekul přes biologické membrány zprostředkována nosiči nebo proteiny kanálu. Tyto kanály umožňují přenos iontů přes membránu je velmi rychle, a to až do 10⁸ iontů / s na kanál. Taková rychlost přenosu iontů vzhledem ke skutečnosti, že proteiny kanál v přenosu iontů z jednoho membránového strany na druhou nepodstoupí konformační změny. Zdá se, že proteinové komplexy v membránové formě ve středu clusteru proteinu póru. Tyto póry mohou být otevřeny nebo uzavřeny v odpovědi na chemický nebo elektrický signál. V tomto případě může dojít k je počet procesů, například spojené s prudký pokles krevní mozkovou bariérou a odolnost, což vede k vstupu do nervových buněk polyvalentních iontů Al³⁺ nebo Mn²⁺. Následně se zdá, poruchy neurochemické reakcí v mozku a končí nervových nemocí.

Naproti tomu, kanálových proteinů, transportéry zapojené do dopravního cyklu, procházejí konformační změnu. Nicméně, jejich otáčení v membráně, tak, že vazebné místo látky přepravovaný bude nejprve věnována jedné a pak na druhé straně membrány. Aktivní vektory přenos hmoty shodovat s přenosem elektronů, hydrolýzou ATP nebo fosfoenolpyruvát, absorpci světla, nebo pro přenos iontů spoje. Obvykle vektor zprostředkovaný přenos látek přes membránu dochází na několik řádů nižší než transport přes kanály.

sodíková pumpa (na⁺/ K⁺-komunikuje ATPázy)

Hlavním úkolem tohoto čerpadla - udržování živý organismus elektrolyt homeostázy. Je to nejen reguluje intracelulární soustředění iontů, ale také vytváří elektrický potenciál Rozdíl na membráně. Toto čerpadlo je umístěno na vnitřním pláštěm mitochondriích. Výsledkem jeho působení je uveden v tabulce. 5. Výměna iontů probíhá proti silám electrodiffusion. V klidu, Ma⁺/ K⁺-ATPázy používá třetinu ATP generovaného v těle.

Čerpadlo stimulovat vnitřní straně membrány pouze ATP a na⁺, a zvenčí - jen K⁺. Jak se teplota zvyšuje průtok na⁺ z buněk zvyšuje. Inhibována specifický inhibitor čerpadla - srdeční glykosidy „oubaynom“ (= ouabainu, strophanthin G) - pouze na vnější straně membrány. Obecně platí, že sodný čerpadla změnu buňky na⁺ na K⁺ životního prostředí. Stejně jako ostatní iontových pump, sodík Skládá se ze dvou hlavních částí - enzym a iontový kanál.

Tento systém ATPázy patří do skupiny transportních proteinů, a detekován v plazmatické membráně vše zvířecí buňky. Svým charakterem se jedná o glykoprotein, se skládá ze 4 podjednotek (2 velké cytoplazmatické &alfa-₂, a 2 malé, orientované na vnější buňky &beta-₂). Velká podjednotka (120 kDa), jsou zapojeny do reakčního cyklu fosforylačního defosforylaci, pokaždé se změnou jejich konformační stavu. Aktivní centrum čerpadlo přikládá ATP na vnitřní rozhraní membrány a v přítomnosti na⁺ a mg²⁺ fosforylován štěpení fosfátu z ATP. Výsledný ADP ven do cytoplazmy a do aktivního centra enzymu a srovnejte štěpeny fosforečnanové ionty na⁺.

Vzhledem k energetické aktivaci ATP štěpení enzymu mění svou orientaci a tvar uvnitř membrány a otáčí se ve směru média. Z buněk 3 jsou tlačeny ion na⁺, a buňka přijímá dva ion K⁺ prostřednictvím centrálního pór, který je „otevřený“ menší dílčí jednotky (55 kDa) tohoto systému. Po iontové výměny reakce na vnější straně výměnného místa membránový iontový enzymu se otáčí do původního stavu a štěpí ion 2 K⁺ a anorganický fosfát (P_n) Uvnitř buňky. Cyklus pak opakuje.

Je prokázáno, že na⁺/ K⁺-ATPázy sdílet vysoce specifické pro na⁺ a to nefunguje na jakýkoli jiný při výměně těchto iontů. Zároveň enzymu téměř neizbiratelen K⁺. Tento ion se snadno vyměnit, například, rb⁺, cs⁺, NH₃⁺, tl⁺ a tl³⁺. To znamená, protože fosfát je štěpen ATP se váže na aktivní místo, ATP generuje konfiguraci stereospecifičnost aktivního místa sodíkové pumpy.

Vzhledem k nerovnoměrnému rozložení iontů selektivně mezi buňky a médium vzniká elektrický potenciálový rozdíl na buňky nebo jiné membrány. Membránový potenciál po celou dobu životnosti buňky zůstává téměř nezměněn (0,07 až 0,09 in). To znamená, že velikost membrány 5x10^-9 m vytváří silný elektrické pole o síle více než 100 tisíc. / cm. Čerpadlo neustále přináší z buněk pozitivním nábojem (výměna -R3NA⁺ 2K⁺) Vytvoření rozdílu elektrického potenciálu nondiffusion přírodu. Toto elektrické pole zachovává všechny buňky iontové pumpy.

Vnější buněčná membrána je obvykle neprostupná pro K⁺. Porušení tohoto snížení propustnosti membrány svědčí koncentrace K⁺ plná krev a zvýšení v plazmě. Změna poměru stran Na / K v krvi ve vztahu k normální hodnotu (asi 1,5), je doprovázeno porušení systému a elektrolytu homeostázy projevuje kardiovaskulárních a neurologických poruch, jako je arytmie, parestézie a paralýzu. V závislosti na konkrétní tkáni, na které působí čerpadla, jsou uvedeny a další specifické poruchy. Například v nervová tkáň v případě, že silný budicí elektrogenního sodíkové pumpy a vytvořeného rozdílu potenciálů se zabránilo jejich průchodu axonů nervových buněk po impulsů skupiny. Ukazuje se, že čerpadlo omezuje tok informací při současném zachování stability provozního kanálu přenos nervových impulsů. Jako jeho směru vektoru (v jednom směru), zpětné šíření impulsu v důsledku kontaktů charakteristiky zařízení mezi nervovými buňkami nemožné. Zdá se, že tato vlastnost může být vysvětleno rostoucím časem poškození nervového systému a mozku nervových buněk zachycených v iontů těžkých kovů (Al, Mn, Pb, Cu a kol.), Parkinsonovy choroby, Alzheimerovy, Wilson a další.

čerpadlo vápník (Ca-ATPázy myosin)

Ca je jedním z nejvíce biologicky významných prvků, podílejících se na metabolismu různých orgánů a tkání zvířat, je velmi rozmanitá. To může být pasivně absorbovány buňky, procházející přes membránu nebo koncentračního gradientu nebo elektrického pole, nebo vyměnit za ionty sodíku. Nicméně, některé funkce v těle jsou opatřeny pouze energeticky náročný převod Ca²⁺, například, kontrakce svalových vláken, kde Ca²⁺ působí jako druhý posel.

Pro pochopení čerpadla vápníku je třeba stručně strukturu svalového vlákna a jeho mechanismus kontrakce. Proteiny protáhlé z jednoho konce svalových vláken do druhé, představují dvě kontrakční vlákno - aktin a myosin. Se snížením svalu, které proklouznout do sebe, a uvolnění vrací do své původní polohy. Svalových vláken membrána prostupoval prostřednictvím sítě, tzv sarkoplasmatickým retikulum (CP). Kontraktilní prvek (inokomma) Sestává z řady actomyosin vláken a CP, druhý vypadá uvnitř buněčné membrány vláken vpyachennaya obepíná kontraktilní prvek.

V buňkách v klidu myofibrila koncentrace Ca²⁺ malá (méně než 10 ⁵ M), přičemž je výrazně vyšší v CP (10 ^3já M). Vysoká koncentrace je uveden v CP Ca²⁺-ATPzáklady a je podporován speciální kyselý protein kalsekvestrina (55 kDa). Akční potenciál pocházející z čelní deska motoneuronu plasmatické membrány depolarizuje skrz příčné kanály z T systému, které jsou trubkové invaginace buněčné membrány a je těsně v kontaktu s myofibril. V důsledku toho, napětím řízený membránový protein ("SR-foot") V těsné blízkosti membrány SRZ otevře Ca²⁺-kanály pro vypouštění Ca²⁺ prostor mezi aktin a myosin vláken na úroveň >10 ⁵ M. Toto spouští uvolňování redukujících svalových vláken (obr. 5).

Obr. 5. Schéma čerpadla vápenatého

Mechanismus tohoto popisu způsobu je následující: zlikvidovat Ca²⁺ spojená s C-podjednotky troponin, přeskupit jeho strukturu. Troponin-myosin komplex přestávky a uvolňuje molekula se váže aktin s myozin částí, která spouští cyklus snížení. Po něm hladina Ca²⁺ klesá s reverzní přenos aktivní látky do CP, troponin C dává Ca²⁺, komplexní troponin-tropomyosin aktin molekula má na své původní polohy, blokující aktin-myosin cyklus. Svalové relaxace nastane. V eukaryotických buňkách Ca²⁺ To může komunikovat nejen s troponin C, ale také s podobnými vlastnostmi kalmodulin a parvalbumin. Takový komplex přímo souvisí s Ca-čerpadlo.

Vzhledem k tomu, vysoké koncentrace Ca²⁺ v cytoplazmě v důsledku cytotoxického účinku iontu je nežádoucí, se rychle snižuje v důsledku mnoha velmi aktivním transportem Ca-TFCzáklady. Chemicky představují proteolipidový. Odhaduje se, že molekuly vápníku čerpadlo zabírají třetina Povrch membrány svalové tkáně. Hydrolýza jednoho ATP molekuly je transportován do váčků CP 2 iontových Ca²⁺. Stejně jako v případě sodíkové pumpy, kde aktivní místo se váže na ATP a 2 Ca²⁺ membrána z cytosolu, pak se otáčí uvnitř bubliny vysune Ca²⁺ a ADP, a pak obdrží startovní pozici. Tak, svalová kontrakce - je mechanická energie vynaložení práce poskytuje hydrolýzou ATP. Katalyzuje hydrolýzu ATP samotný myozin, a v nepřítomnosti Ca²⁺ ATP úpadek a snížení myofibrily zcela zmizí. Pravděpodobné SHTF vazebné místo a Ca²⁺ Na myosinu vzájemně konkurenční.

Četné studie prokázaly, že se zvýšeným obsahem Ca²⁺ uvnitř buňky předchází rozvoji programované buněčné smrti (apoptóza). Často snížení počtu Ca²⁺ To odkládá začátek apoptózy. Na počátku tohoto procesu také ovlivňuje obsah Zn²⁺, činnosti směřující Ca²⁺ antagonisticky.

Vliv těchto kationtů vliv především na buněčné membrány měnit, prochází apoptózu. jsou aktivovány dva typy enzymů v průběhu apoptózy - endonukleáza, štěpit DNA ve vnitřních částech nukleosomů, a tkáňové transglutamináze, kovalentní vazbu proteinů na membránu tvářením isopeptidové vazby. Zn²⁺ bloky apoptózy mechanismem potlačení endonukleasou aktivitu. Kromě toho tyto kationty vliv na antioxidační aktivitu systému reakcí s kovem koordinaci enzymy systému, především Fe a B.

Během evoluce přechodu z vodného prostředí s vysokým obsahem Ca²⁺ na pozemní existence byl vývoj konjugátu komplexního mechanismu iontové homeostázy, protože je cytotoxický pro zabránění náhlé změny koncentrací Ca²⁺ v extracelulární tekutině. V tomto mechanismu, hlavní roli hraje tři hormony - příštítných tělísek (PTH), kalcitriol (Vitamin E) a kalcitonin (CT). Mechanismus homeostázy vápníku je velmi účinná, a když to nefunguje existuje celá řada patologických stavů, včetně doby trvání života organismu je výrazně snížena.

Společné pro vápník a sodík čerpadla vlastnost je vždy nesou kladné náboje asymetricky z buněk do extracelulárního média, pouze čerpadlo sodíku v tomto prostředí je vnější prostředí, a na vápník - speciální přihrádky (puchýře CP) v buňce. Tedy, vápník je specializovaný systém čerpadlo určené pro rychlou regulaci koncentrace Ca²⁺ v kosterním svalu.

Medical bioneorganika. GK ovce