Транспорт веществ активный антипорт

Рис. 9-22. Некоторые из процессов активного транспорта, идущих за счет энергии электрохимического протонного градиента, который поддерживается на внутренней мембране. Наружная мембрана свободно проницаема для тех же веществ. Механизмы транспорта по типу симпорта и антипорта подробно рассмотрены в гл. 6.

Тот факт, что все бактерии, включая и строгих анаэробов, поддерживают на своей плазматической мембране протонодвижущую силу, свидетельствует о важной роли электрохимического протонного градиента в транспорте веществ через мембрану против градиентов их концентрации. Напримф, ионы Ка вьшосятся из бактериальной клетки по механизму Ка -Н -антипорта, заменяющему здесь Ка -К -АТРазу эукариотических клеток. Поглощение питательных веществ осуществляется у бактерий по механизму Н -симпорта необходимые метаболиты пост5 пают в клетку вместе с одним или несколькими протонами при участии специальных белков-переносчиков. Таким способом в клетку транспортируются многие сахара и больщинство аминокислот (рис. 9-36). Некоторые бактериальные транспортные белки используют для активного пфеноса веществ другие источники энергии, например гидролиз АТР или направленный внутрь клетки симпорт с Ка, но подобные примеры относительно редки. В отличие от этого в животных клетках транспорт через плазматическую мембрану внутрь клетки в основном осуществляется за счет энергии градиента ионов Ка , создаваемого Ка -К -АТРазой (разд. 6.4.10). [c.34]

Источником энергии, обеспечивающим активный транспорт в клетки различных микроорганизмов, в большинстве случаев является трансмембранный электрохимический потенциал ионов водорода, который может создаваться за счет переноса электронов или распада АТФ под влиянием мембранной АТФазы. Переносчики, имеющие места связывания протонов и молекул субстрата, используют мембранный потенциал (протонодвижущую силу) для транспорта в клетку ионов водорода и питательных веществ. Связывание с протоном должно повышать сродство переносчика к субстрату, а высвобождение его от протона на внутренней поверхности мембраны — понижать это сродство. Такой совместный транспорт одним переносчиком двух субстратов в одном направлении называется симпортом в отличие от унипорта, когда переносчик транспортирует только один субстрат. Многие питательные вещества поступают в клетки микробов также за счет симпорта с ионами Na+ или К . Существует еще механизм антипорта, когда один переносчик транспортирует два субстрата, но в противоположном направлении. [c.59]

Митохондрии, суспендированные в растворе непроникающих веществ, ведут себя как прекрасные осмометры. Внутренняя мембрана, в сущности, непроницаема для молекул более крупного размера п для всех заряженных ионов. Вода, маленькие нейтральные молекулы (Ог и NH3, но не Н+, ОН" или NHI) и несколько проникающих анионов (С1- и ацетат , если нм сопутствуют катионы) могут самопроизвольно входить в матрикс или выходить из него. В принципе движение веществ внутрь матриксного пространства может осуществляться быстро, но происходит оно в основном как активный транспорт или облегченный обмен. Оба процесса совершаются с участием специфических высокоспециализированных белков. Такие белки называют носителями или транслоказами (разд. 11.3.2), большинство из них функционирует по типу антипорта, т. е. движение вещества через мембрану становится возможным только в обмен на какое-либо довольно специфическое вещество, имеющее тот же заряд, но двигающееся в обратном направлении, например ADP обменивается на АТР. Для транспорта с помощью транслоказы (носителя) не требуется никакой дополнительной энергии извне. По крайней мере одна из пары транспортируемых молекул, движение которой осуществляется по типу антипорта (обмена), должна двигаться вниз по значительному концентрационному градиенту. Следует отметить, что таким образом выход какого-либо основного компонента клетки по концентрационному градиенту, будь то через митохондриальную или плазматическую мембрану, может управлять движением идущего навстречу вещества против его градиента, т. е. совершать работу до тех пор, пока обе движущие силы не уравновесятся. На рис. 12.8 показано расположение нескольких участвующих в одной последовательности переносчиков. [c.422]

На рис. 6.8 показано, что электрический потенциал ионов Н+ (мембранный потенциал) может быть использован на транспорт катионов по электрическому градиенту против концентрационного. В свою очередь АрН служит энергетической основой для переноса через мембрану СГ, SOI и др. в симпорте с ионами Н+ (т. е. в ту же сторону) или для выкачки излишнего Na+ в антипорте с Н (т. е. в противоположные стороны). В этом случае ионы Н+ перемещаются через мембрану по концентрационному градиенту, но это перемещение с помощью специальных белков-переносчиков сопряжено с транспортом других ионов (С , Na ) против их концентрационных градиентов. Такой способ передвижения веществ через мембрану пол чил название вторичного активного транспорта. [c.262]

Некоторые транспортные процессы, имеющие решающее значение для организма, протекают не только при участии переносчиков, но и с затратами энергии метаболизма, поддерживающими градиенты. Это позволяет транспортировать вещества против градиентов концентрации или электрохимического потенциала. Такие процессы называют активным транспортом (см. 3, гл. V). Основное отличие активного транспорта от облегченной диффузии заключается в том, что одна из стадий активного транспорта является энергозависимой. Когда для переноса вещества используется энергия АТФ или окислительно-восстановительных реакций, транспорт называют первично-активным. Если же в качестве источника энергии используется градиент концентрации ионов, то транспорт называют вторично-активным. В отличие от предыдущего вида транспорта энергозависимая стадия этого процесса представляет собой антипорт или симпорт веществ с ионами. Более подробно системы активного транспорта рассмотрены в гл. XXVI. [c.76]

Активным транспортом называют процессы, в которых молекула должна двигаться через мембрану независимо от направления ее концентрационного градиента. Энергия, необходимая для такого процесса, поставляется одним нз двух следующих способов. Во-первых, транспорт данного метаболита может быть сопряжен с одновременным движением второго вещества, которое движется по своему концентрационному градиенту АО этого процесса — большая и отрицательная величина. Вторая молекула может двигаться в том же направлении, что и первая (симпорт), или в противоположном направлении (антипорт). Во-вторых, энергия может поставляться сопряженным гидролизом АТР (АТРазная активность) или какого-либо другого высокоэнергетического соединения на поверхности белка, который служит носителем. Такое устройство называется насосом. [c.376]

Главная функция почек заключается в образовании мочи, которое происходит в функциональных единицах почек — нефронах. Из крови в капсулу клубочка не-фрона фильтруется вода и все другие низкомолекулярные вещества плазмы движущей силой этой фильтрации является разность гидростатического давления в капиллярах клубочка и в полости капсулы клубочка. Таким образом, фильтрат капсулы клубочка (первичная моча) по составу и концентрации низкомолекулярных веществ не отличается от плазмы крови. Обратное всасывание компонентов первичной мочи в кровь, которое происходит в канальцах нефрона, имеет избирательный характер. Избирательность определяется наличием специфических транспортных белков при этом многие вещества всасываются против градиента концентрации, т. е. путем активного транспорта. Основной движущей силой этого переноса служит градиент концентраций ионов Ка и К , создаваемый Na,K-ATФaзoй, а вместе с этими ионами по механизмам симпорта или антипорта перемещаются и другие вещества. Таким путем в канальцах почек образуется окончательная моча, отличающаяся от плазмы крови по концентрации растворенных веществ (табл. 14.2). [c.389]

Для ряда транспортных систем непосредственным источником энергии служит не гидролиз АТР, а градиент концентрации ионов. Так, активный транспорт глюкозы и аминокислот в ряде животных клеток сопряжен с одновременным входом Ма такой процесс называется котранспортом. Одновременный вход Ка и глюкозы обеспечивается специфическим симпортом. (Ка + К )-насос создает тот фадиент концентрации ионов Ка, который необходим для сопряженного входа Ма и глюкозы. У бактерий, как правило, непосредственным источником энергии для симпортов и антипортов служит градиент концентрации Н, а не Ма. Например, активный транспорт лактозы, осуществляемый пермеазой для лактозы, сопряжен с входом протона в бактериальную клетку. Этот транспортный процесс протекает за счет протонодвижущей силы, генерируемой переносом электронов по дыхательной цепи. Бактериям свойствен и иной тип транспорта, а именно так называемая транслокация фупп в этом случае происходит модификация растворенного вещества в процессе переноса. Так, фосфотрансферазная система, переносящая сахара, фосфорилирует их (например, глюкозу в глюкозо-6-фосфат) по мере поступления в клетку. Донором фосфорильной Фуппы в этом процессе служит фосфоенолпируват. Фосфорилирование опосредовано тремя разными ферментами и небольшим белком (НРг) - переносчиком фосфорильной Фуппы. [c.324]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология