細胞生物學名詞解釋（十）

49. 運輸ATPase(transport ATPase)
能夠水解ATP,并利用ATP水解釋放出的能量驅動物質跨膜運輸的運輸蛋白稱為運輸ATPase, 由于它們能夠進行逆濃度梯度運輸, 所以有稱為泵。共有四種類型的運輸ATPase:
① P型離子泵(P-type ion pump),或稱P型ATPase 。此類運輸泵運輸時需要磷酸化(P是phosphorylation的縮寫),包括Na+-K+泵、Ca2+離子泵。
② V型泵(V-type pump),或稱V型ATPase,主要位于小泡的膜上( V代表vacuole或vesicle), 如溶酶體膜中的H+泵, 運輸時需要ATP供能, 但不需要磷酸化。
③ F型泵(F-type pump),或稱F型ATPase。這種泵主要存在于細菌質膜、線粒體膜和葉綠體的膜中, 們在能量轉換中起重要作用, 是氧化磷酸化或光合磷酸化偶聯因子(F即fector的縮寫)。F型泵工作時不會消耗ATP, 而是將ADP轉化成ATP, 但是它們在一定的條件下也會具有ATPase的活性。
④ ABC運輸蛋白(ATP-binding cassettle transportor), 這是一大類以ATP供能的運輸蛋白, 已發現了100多種, 存在范圍很廣,包括細菌和人。

50. 協同運輸(cotransport)
協同運輸又稱偶聯主動運輸,它不直接消耗ATP，但要間接利用自由能,并且也是逆濃度梯度的運輸。運輸時需要先建立電化學梯度，在動物細胞主要是靠鈉泵，在植物細胞則是由H+泵建立的H＋質子梯度。
動物細胞中，質膜上的鈉泵和載體協作完成葡萄糖、氨基酸等的逆濃度梯度的協同運輸。運輸的機理是: 載體蛋白有兩個結合位點, 可分別與細胞外的Na+、糖(氨基酸)等結合。Na+ 和葡萄糖分別與載體結合后, 載體蛋白借助Na+/K+泵運輸時建立的電位梯度, 將Na+ 與葡萄糖(或氨基酸)同時運輸到細胞內。在細胞內釋放的Na+又被Na+/K+泵泵出細胞外維持Na+離子的電位梯度。
由于協同運輸能夠同時轉運兩種物質,如果兩種物質向同一方向運輸,則稱為同向(synport),例如葡萄糖和Na+的偶聯運輸,它是由Na+離子梯度驅動的。如果同時轉運的兩種物質是相反的方向,則稱為異向(antiport),如心肌細胞中Na+與Ca2+的交換,也是由Na+離子梯度驅動的。

51. 磷酸化運輸(phosphorylating transport)
該運輸方式最早發現于細菌中，后在動物細胞中也發現有類似的跨膜運輸方式，又稱為基團轉運。其機理是通過對被轉運到細胞內的分子進行共價修飾（主要是進行磷酸化）使其在細胞中始終維持“較低”的濃度, 從而保證這種物質不斷地沿濃度梯度從細胞外向細胞內轉運。在這種運輸系統中，涉及幾種酶和一個被稱為HPr小分子蛋白；被轉移的基團是磷酸烯醇式丙酮酸的高能磷酸鍵上的磷酸基團，運輸中所需要的能量則由磷酸烯醇式丙酮酸的高能磷酸鍵提供。在細菌細胞中，這種運輸作用主要是進行一些糖的運輸，如乳糖、葡萄糖、甘露醇等。