能動輸送は 、キャリアタンパク質によって実行され、 ATP の形でエネルギーを使用して、濃度勾配に抗して 原形質膜 を横切るイオンやその他の物質の輸送を実行します。つまり、このタイプの輸送では、細胞膜に位置するイオンが輸送されます。低濃度の領域は、同じイオンの高濃度の領域に輸送されるため、細胞内側と細胞外側でカチオンとアニオンの濃度差が異なる形で維持されます。
能動輸送は、輸送タンパク質が 発熱化学反応 からのエネルギーを使用する場合には一次輸送に分類でき、運動が ATP から直接独立しており、一次能動輸送によって確立されるイオン濃度の違いに関連する場合には二次輸送に分類できます。
2 種類の能動輸送のうち、一次能動輸送が最も研究されています。エネルギー供給は、特定の ATPase による ATP の 加水分解 によって行われます。一次能動輸送の最も古典的な例は 、ナトリウム – カリウム ポンプ です。このタイプの輸送は、Na + /K + ATPase と呼ばれる細胞膜に位置する膜貫通タンパク質から構成されます。このタンパク質は、ATP の分解によるエネルギーを利用して、濃度勾配に逆らってナトリウムイオンとカリウムイオンを輸送します。このタイプの輸送中、ナトリウムは細胞外環境に輸出され、カリウムは細胞内環境に輸入され、内部および細胞内に入る不均衡を維持します。これらのイオンの外部速度。 2 つの培地間で維持されるこの差は、細胞の電位を維持する上で非常に重要です。
ナトリウム-カリウムポンプのポンピングは均等ではありません。3 つのナトリウムイオンが細胞外液に送り込まれるごとに、2 つのカリウムイオンだけが細胞内液に送り込まれます。作動中、ATP がポンプに加わって加水分解を受け、ナトリウム – カリウム ポンプがリン酸化されます。このリン酸化によりポンプタンパク質の構造が変化し、ナトリウムイオンが細胞外環境に輸送されます。その後すぐに、リン酸化されたナトリウム – カリウム ポンプが細胞外のカリウム イオンに結合し、脱リン酸化を受けてこれらのイオンを細胞の内部に運び、最初の構造に戻り、再び ATP 分子に結合してイオンの輸送サイクルを再開します。
前述したように、二次能動輸送は ATP から直接独立しており、その動きは一次能動輸送によって引き起こされるイオン濃度の違いに関連しています。セカンダリ トランスポートには、カウンタートランスポートまたはアンチポートとシンポートの 2 種類があります。
逆輸送では、2 つの異なるイオンが原形質膜を通って反対方向に輸送され、これらのイオンの 1 つが濃度の方向、つまり最も濃度の高いイオンから最も濃度の低いイオンに輸送され、他のイオンが輸送されるためのエネルギーが生成されます。濃度の勾配に対して。シンポートでは、異なるイオンが濃度勾配に逆らって同じ方向に膜を横切って輸送されます。
参考文献:
アルバーツら。アル。 (2008)、細胞の分子生物学、第 5 回。版
アルバーツら。 Al. (2011)、細胞生物学の基礎、第 3 版
カルヴァーリョ HF & レコ・ピメンテル (2013)、ザ・セル、3 位。版
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