Три других класса переносчиков

Помимо АТР-зависимых активных переносчиков Е1Е2 - и F1F0 - типов есть еще три класса активных переносчиков, использующих свободную энергию гидролиза макроэргических фосфатных связей. О реальных механизмах транспорта или сопряжения в этих системах известно немного. Отметим несколько интересных их особенностей.

1. Бактериальные фосфотрансферазы. Этот комплекс был обнаружен только в бактериях; он катализирует транспорт Сахаров, таких, как глюкоза и маннитол. Уникальной особенностью этой системы является то, что транспорт сахара сопровождается его фосфорилированием. Получаемое фосфатное производное сахара уже не может служить субстратом для переносчика в бактериальной мембране, и таким образом предотвращается обратный поток сахара через эту систему. Вспомним, что в переносчиках Е1Е2-типа фосфорилирование переносчика стабилизирует форму с низким сродством к переносимому веществу (например, Са2+ или Na+), что также препятствует обратному переносу транспортируемых веществ.

Конечным донором фосфата в фосфотрансферазной системе является фосфоенолпируват. Фосфат переносится специфической последовательностью растворимых фосфорилированных интермедиатов в цитоплазму к мембраносвязанному транспортному белку, называемому фермент II или Е II. Существует группа ферментов Е II-типа, специфичных к разным сахарам, но обладающих сходной первичной структурой. По всей вероятности, внутри мембраны ферменты Е II - типа образуют димеры. Высказывалось предположение, что они формируют каналы. Эти белки чувствительны к реагентам, действующим на сульфгидрильные группы, и к окислению, что может играть важную роль в условиях in vivo. Немного известно о том, каким образом фосфорилированные ферменты Е II - типа осуществляют транспорт и фосфорилирование сахаров. Разумной представляется модифицированная модель с чередованием конформаций и единственным местом связывания.

2. Бактериальные периплазматические транспортные системы. В дополнение к системам симпорта (катион - сахар) и фосфотрансферазной системе бактерии имеют еще одну систему активного транспорта растворимых веществ, которая используется для различных аминокислот и сахаров. Так, охарактеризованы системы, специфичные к гистидину (S. typhimurium) и мальтозе (Е. coli). К сожалению, биохимические данные, которые могли бы дополнить интенсивные генетические исследования мембраносвязанных компонентов этих систем, весьма немногочисленны. Уникальной особенностью этих систем является то, что они содержат субстратспецифичные связывающие белки, локализованные в периплазматическом пространстве. Роль этих белков заключается в связывании переносимого вещества и последующей передаче его собственно транспортирующей системе цитоплазматической мембраны. Специфичность системы определяется как связывающими белками, так и мембраносвязанными компонентами. Цитоплазматический мембранный компонент содержит три субъединицы, две из которых являются трансмембранными белками, а третья, по всей вероятности, прочно связана с цитоплазматической стороной мембраны. Как оказалось, этот третий компонент транспортного комплекса содержит место связывания нуклеотидов, где, как предполагается, происходит гидролиз АТР - реакция, являющаяся движущей силой активного транспорта. Однако прямые данные, подтверждающие эту гипотезу, отсутствуют. Практически ничего не известно о механизме транспорта, за исключением того, что для него необходим растворимый связывающий белок.

По всей вероятности, эта система аналогична транспортной системе млекопитающих, которая используется ими для выведения из клетки нежелательных лекарственных веществ и обеспечивает множественную лекарственную устойчивость. По-видимому, транспорт разных лекарственных веществ единственной транспортной системой опосредуется группой немембранных связывающих белков. Сходное предположение высказывалось относительно кодируемой плазмидой бактериальной транспортной системы, которая выводит из клеток арсенаты. Предполагается, что эти системы также используют гидролиз АТР в качестве источника энергии, однако это не было прямо продемонстрировано.

3. Вакуолярные Н+ - АТРазы. В эукариотических клетках имеются Н+ - АТРазы, локализованные в мембранах различных внутренних органелл (кроме митохондрий). Эти АТРазы отличаются от АТРаз как F1F0 - , так и Е1Е2-типов. В некоторых случаях функцией Н+ - АТРазы является транспорт протонов внутрь той или иной органеллы для закисления ее содержимого. Например, известно, что низкий рН в эндоцитозных пузырьках необходим для отсоединения лигандов от их рецепторов, происходящего вслед за эндоцитозом. Хотя достоверные данные о структурном родстве этих Н+ - АТРаз пока не получены, известно, что все они 1) содержат более одной субъединицы;

2) не образуют фосфорилированного интермедиата;

3) нечувствительны к ванадату;

4) транспортируют Н+. Однако все эти вопросы требуют дополнительных биохимических и структурных исследований.

Заключение

Таким образом, рассмотрев строение, механизм работы и разнообразные функции переносчиков, можно сделать вывод о том, что они имеют огромное значение в жизнедеятельности человеческого организма.