離子泵水解酶功能及酶的種類
發布時間：2015年12月21日 10:40 閱讀：6009
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澤德
離子泵也是離子載體的一種，只是其運送離子的能量直接來源于水解ATP，而且，被運送的離子是逆著其電化學勢進行的。因此，離子泵實際上有一些具有ATP水解酶功能，并能利用水解ATP的能量將離子逆著其電化學勢梯度進行跨膜運輸的膜載體蛋白。根據離子泵活動對膜電位的影響又可將其分為致電離子泵(electrogenic pump)和中性離子泵(electroneutralpump)，前者可以導致有凈電荷的跨膜運動，而后者則不改變膜兩側的電荷分布狀況。在高等植物細胞中，質膜上的H+-ATP酶(P型H+-ATP酶)是最普遍，且最重要的致電泵。
在植物細胞中，位于質膜和液泡膜上的質子泵依賴消耗ATP建立跨膜質子電化學勢梯度，而此跨膜質子電化學勢梯度是推動各種離子和小分子代謝產物進行跨膜運輸的動力。換言之，如果這些H+-ATP酶停止工作，則其他大部分離子跨膜運輸過程都將會受阻。因此，有人將植物細胞膜上的H+-ATP酶稱作“主宰酶”。
植物細胞膜上的H+-ATP酶有三類，一類是位于質膜上的P型H+-ATP酶，另一類是主要存在于液泡膜上的V型H+-ATP酶。第三類是存在于線粒體內膜和葉綠體類囊體膜上的F型H+-ATP酶。P型H++-ATP酶將H+自細胞質泵至胞外，使質膜兩側的H+維持1～2個數量級的濃度差(即1～2個pH單位)。V型H+-ATP酶將H+自細胞質泵至液泡內等內膜系統，使液泡膜兩側的H+維持2個數量級左右的濃度差(即2個左右pH單位)。因此，一般植物活細胞細胞質的pH在7左右，胞外質外體環境的pH為5～6，而液泡內的pH則在5左右或更低。
迄今為止，在植物細胞上所確認的離子泵包括質膜上的H+-ATP酶和Ca2+-ATP酶、液泡膜上的H+-ATP酶和Ca2+-ATP酶，以及內膜系統上的H+-焦磷酸酶(依賴水解焦磷酸獲取能量來跨膜運送質子)。需要特別指出的是，以往一些教材或參考書中提到的植物細胞的K+-泵、Na+泵或K+／Na+泵可能是參考了動物細胞的情況，至少到目前為止在植物細胞中還無確切的實驗證據表明這些離子泵的存在。
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