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主动转运

主动转运是一种类型的细胞运输,其中的物质(例如离子S,葡萄糖氨基酸S)跨生物膜对已经包含了很多此类物质的区域运输。正因为如此,主动转运使用化学能(例如ATP)以针对移动此类物质其浓度梯度。主动转运的常见的部位是根毛细胞小肠的壁(绒毛)。

主动运输定义

主动运输是一种细胞转运的地方移动的物质逆浓度梯度。这意味着,其方向是从一个浓度较高的浓度。因此,这一过程将需要支出能源和膜蛋白,如协助载体蛋白秒。

主动运输和被动运输

被动传输是细胞运输的另一种形式。它是由一个细胞所采用跨生物膜移动物质的机制之一。它不同于在所述物质不移动但防止沿着它们各自的浓度梯度的方向上的方式主动转运。的物质在被动转运的运动是朝方向相反的主动转运的。
在主动迁移中,物质(例如离子S,葡萄糖氨基酸通过膜从低浓度的区域到高浓度的区域。因此,它们的运动方向与浓度梯度相反。因此,细胞能量(例如:ATP)被主动转运使用在对比被动运输利用动能和自然能源。ATP可以通过生成细胞呼吸

类型的主动运输

初级主动转运:从水解ATP的能量穿过生物膜被直接耦合到钠离子的移动

二级主动输运:一个底物沿浓度梯度向下移动,而另一个底物逆着浓度梯度移动。采用两种运输工具:同向转运(左)中,当两个基片的移动方向是相同的,并逆向转运(右)中,当两个基片的移动是在相反方向上。

主动运输可能次要。初级主动转运是一个使用化学能在ATP的形式而仲主动转运从电化学电位差使用势能常。在初级主动转运,有能量的诸如ATP的直接耦合。在初级主动转运移动物质为Na+,K+,镁2+,游离钙+。一个例子是涉及钠钾泵的主动转运。这是生物膜的运输系统,其中3娜+离子被取出,另外两个ķ+离子被考虑到对它们各自的浓度梯度的单元格。另一个例子是主动转运通过NADH的氧化还原能量驱动时它移动的质子跨线粒体膜对浓度梯度。光子能量也可以驱动主主动转运诸如当质子跨类囊体膜移动。这导致质子的产生梯度如光合作用过程中。
在次级主动转运,没有直接ATP耦合。相反,如离子泵入和流出电池的运输是通过从电化学电势差的能量供电。在次级主动转运,一个离子被允许向下移动其电化学梯度。这导致增加的熵,可以用来作为能量的来源。例如,钠+离子向下移动穿过质膜权力电化学梯度向上的第二离子的针对其梯度,例如运输H+离子。因此,二级主动传输也被称为耦合传输共转运。耦合传输被定义为两种物质跨生物膜同时传输。它可以是依赖于这两种物质的运动方向同向转运一个或逆向转运。如果在相同的方向上的两个移动它是联接传输的同向转运型。相反,如果他们的运动方向相反它被称为逆向转运。

初级主动运输 继发性主动转运
其他名称:直接主动运输 其他名称:加上运输或协同转运
ATP直接偶联 ATP的没有直接的耦合
能源消耗:

  • 代谢能量(ATP)
  • 氧化还原能量
  • 光子的能量
能源消耗:

  • 电化学梯度
膜蛋白转运体(离子泵,离子通道,ATP酶):

  • P-ATP酶型,例如钠钾泵,钙泵,质子泵
  • F-ATP酶,例如线粒体ATP合成酶,叶绿体ATP合酶
  • v - atp酶,即空泡atp酶
  • ATP结合盒转运体:例如MDR,CFTR
共转运:

  • 逆向转运蛋白
  • 协同转运子
例子:

  • 通过钠 - 钾泵使用ATP来移动3的Na主动转运+离子的同时移动2 k+离子进入细胞
  • 使用(NADH)的氧化还原能量以产生在线粒体内膜的质子梯度主动转运
  • 主动输运利用光子能量(光)在光合作用中产生质子梯度
例:

  • 的第二基板的主动转运而另一个离子,通常为钠+,K+或H+离子,向下移动的浓度梯度

主动转运的转运

在初级主动转运,膜蛋白转运包括离子泵,离子通道,和ATP酶。ATP酶,特别地,包括P-型ATP酶,如钠钾泵,钙泵,和质子泵,F-ATP酶,如线粒体ATP合酶,叶绿体ATP合酶,和V-ATP酶,如液泡ATP酶。ATP结合盒转运体(ABC转运蛋白),例如MDR,CFTR,也参与初级主动转运。所有这些都是ATP驱动。
在次级主动转运,转运是逆向转运蛋白和同向转运蛋白。一个反向转运蛋白的一个例子是在心脏肌肉细胞的膜的钠钙交换体。这种逆向允许三个娜+离子的浓度梯度向下移动到细胞中,然后主动转运的Ca一个+离子电池的进行。(1)Na的运动+离子和Ca+离子的方向相反。关于symport机制,一个例子是葡萄糖的symporterSGLT1在小肠内层、心脏、大脑和近端小管的S3段(2,3,4,5)此转运移动一个葡萄糖(或半乳糖)分子与两个娜沿+离子进入细胞。

生物的重要性

主动运输是多方面的生物过程是必不可少的。它在许多生物化学途径使用(在叶绿体例如质子梯度产生并chemiosynthesis在线粒体)。在植物中,ABC转运PhABCG1负责跨越质膜的挥发性有机化合物的主动运输。(6)这对植物来说至关重要,因为挥发性有机化合物会吸引传粉者和散布种子的生物。植物也使用ABC转运体,特别是NtPDR1,来积极运输抗菌代谢物。(7)植物在吸收土壤中的营养物质(如氯和硝酸盐)进入液泡时也采用了主动运输。在人类和动物中,许多代谢活动都使用了主动转运,例如葡萄糖吸收。

也可以看看

参考文献

  1. 玉,S. P.&财,D. W.(1997年6月)。“钠(+) - Ca2 +交换电流的皮层神经元:伴随正向和反向操作和谷氨酸的效果”。欧洲神经科学杂志。9(6):1273至1281年。
  2. Dyer, J., Hosie, K. B., & Shirazi-Beechey, S. P.(1997年7月)《人肠道糖转运蛋白(SGLT2)表达的营养调控》。肠道。41(1):56-9。doi: 10.1136 / gut.41.1.56。
  3. 周,L.,Cryan,E. V.,D'安德烈,M. R.,Belkowski,S.,康威,B. R.,&德马雷斯特,K. T.(1 2003年10月)。“人心肌细胞表达的Na + /葡萄糖协同转运蛋白1(SGLT2)的高电平”。杂志细胞生物化学的。90(2):339-46。
  4. 波佩,R.,Karbach,U.,Gambaryan,S.,维尔辛格,H.,Lutzenburg,M.,克拉默,M.,维特,O. W.,&Koepsell,H。(1997年7月)。“神经细胞中的Na +β-D-葡萄糖共转运蛋白SGLT1表达”。神经化学杂志的。69(1):84-94。
  5. 莱特,E. M.(2001)。“肾功能的Na + - 葡萄糖协同转运蛋白”。上午生理学杂志杂志征稿。280(1):F10-8。DOI:10.1152 / ajprenal.2001.280.1.F10
  6. Adebesin,F.(2017年6月30日)。“从矮牵牛花的挥发性有机化合物的排放是由ABC转运促进”。植物科学。356:1386年至1388年。
  7. 诺斯,J。(2013年4月7日)。“NtPDR1,质膜ABC转运来自烟草,涉及双萜传输”。植物分子生物学。82(1-2):181-192。

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