36.7. Модель механизма действия натрий-калиевого насоса

Почему фосфорилирование и дефосфорили-рование АТРазы приводят к переносу Na+ и К+ через мембрану? Структура этого насоса еще не настолько изучена, чтобы можно было детально описать механизм его действия. Все же полезно рассмотреть простую модель работы насоса, предложенную Олегом Ярдецким (Oleg Jardetzky). Согласно этой модели, структура белка, функционирующего в качестве насоса, должна отвечать трем условиям.

1. В белке должна быть полость такой величины, чтобы в ней умещались небольшая молекула или ион.

2. Белок должен существовать в двух конформациях, причем при одной из них полость должна быть открыта со стороны, обращенной внутрь, а при другой - со стороны, обращенной наружу.

3. Указанные конформации должны иметь разное сродство к транспортируемым компонентам.

Рассмотрим эту модель применительно к транспорту Na+ и К+ (рис. 36.8). Две конформации белка - это формы и уже описанные ранее. Постулировано, что 1) связывающая ионы полость на обращена внутрь клетки, а на наружу и 2) обладает высоким сродством к Модель исходит также из двух установленных фактов, а именно 1) Na+ запускает фосфорилирование, а дефосфорилирование, 2) фосфорилирование стабилизирует форму а дефосфорилирование - форму На рис. изображены совершенно разными по конформации. Нужно, однако, подчеркнуть, что структурные различия между этими двумя формами вовсе необязательно должны быть большими. Сдвига нескольких атомов на расстояние 2 А может оказаться достаточно, чтобы изменить ориентацию полости и сродство к Na+ или К+. Существует множество прецедентов, позволяющих считать, что фосфорилирование способно вызвать изменения такого масштаба. Вспомним влияние фосфорилирования на свойства гликоген-фосфорилазы и гликоген-синтазы или на изменение сродства гемоглобина к кислороду при нековалентном связывании бисфосфоглицерата.