

علم الكيمياء

تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير

التحاضير والتجارب الكيميائية

المخاطر والوقاية في الكيمياء

اخرى

مقالات متنوعة في علم الكيمياء

كيمياء عامة


الكيمياء التحليلية

مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية

التحليل النوعي والكمي

التحليل الآلي (الطيفي)

طرق الفصل والتنقية


الكيمياء الحياتية

مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية

الكاربوهيدرات

الاحماض الامينية والبروتينات

الانزيمات

الدهون

الاحماض النووية

الفيتامينات والمرافقات الانزيمية

الهرمونات


الكيمياء العضوية

مواضيع عامة في الكيمياء العضوية

الهايدروكاربونات

المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية

التشخيص العضوي

تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية


الكيمياء الفيزيائية

مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية

الكيمياء الحرارية

حركية التفاعلات الكيميائية

الكيمياء الكهربائية


الكيمياء اللاعضوية

مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية

الجدول الدوري وخواص العناصر

نظريات التآصر الكيميائي

كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة


مواضيع اخرى في الكيمياء

كيمياء النانو

الكيمياء السريرية

الكيمياء الطبية والدوائية

كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية

الكيمياء الجنائية


الكيمياء الصناعية

البترو كيمياويات

الكيمياء الخضراء

كيمياء البيئة

كيمياء البوليمرات

مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية

الكيمياء التناسقية

الكيمياء الاشعاعية والنووية
Solute Transport across Membranes:- P-Type Ca2+ Pumps Maintain a Low Concentration of Calcium in the Cytosol
المؤلف:
David L. Nelson، Michael M. Cox
المصدر:
Lehninger Principles of Biochemistry
الجزء والصفحة:
400-401
2026-05-17
69
Solute Transport across Membranes:- P-Type Ca2+ Pumps Maintain a Low Concentration of Calcium in the Cytosol
The cytosolic concentration of free Ca2+ is generally at or below 100 nM, far lower than that in the surrounding medium, whether pond water or blood plasma. The ubiquitous occurrence of inorganic phosphates (Pi and PPi) at millimolar concentrations in the cytosol necessitates a low cytosolic Ca2+ concentration, because inorganic phosphate combines with calcium to form relatively in soluble calcium phosphates. Calcium ions are pumped out of the cytosol by a P-type ATPase, the plasma mem brane Ca2+ pump. Another P-type Ca2+pump in the endoplasmic reticulum moves Ca2+into the ER lumen, a compartment separate from the cytosol. In myocytes, Ca2+ is normally sequestered in a specialized form of endoplasmic reticulum called the sarcoplasmic reticulum. The sarcoplasmic and endoplasmic reticulum calcium (SERCA) pumps are closely related in structure and mechanism, and both are inhibited by the tumor-promoting agent thapsigargin, which does not affect the plasma membrane Ca2+pump. The plasma membrane Ca2+ pump and SERCA pumps are integral proteins that cycle between phosphorylated and dephosphorylated conformations in a mechanism similar to that for Na K ATPase (Fig. 11–37). Phosphorylation favors a conformation with a high-affinity Ca2+ -binding site exposed on the cytoplasmic side, and dephosphorylation favors one with a low-affinity Ca2+ -binding site on the lumenal side. By this mechanism, the energy released by hydrolysis of ATP during one phosphorylation-dephosphorylation cycle drives Ca2+ across the membrane against a large electrochemical gradient.
FIGURE 11–37 Postulated mechanism of Na+ and K+ transport by the Na+ K+ ATPase.
The Ca2+ pump of the sarcoplasmic reticulum, which comprises 80% of the protein in that membrane, consists of a single polypeptide (Mr ~100,000) that spans the membrane ten times and has three cytoplasmic domains formed by loops that connect the trans membrane helices (Fig. 11–38). The two Ca2+-binding sites are located near the middle of the membrane bi layer, 40 to 50 Å from the phosphorylated Asp residue characteristic of all P-type ATPases, so the effects of Asp phosphorylation are not direct. They must be mediated by conformational changes that alter the affinity for Ca2+ and open a path for Ca2+ release on the lumenal side of the membrane. The amino acid sequences of the SERCA pumps and the Na K ATPase share 30% identity and 65% sequence similarity, and their topology relative to the membrane is also the same. Thus, it seems likely that the Na+K+ ATPase structure is similar to that of the SERCA pumps and that all P-type ATPase transporters share the same basic structure.
FIGURE 11–38 Structure of the Ca2+ pump of sarcoplasmic reticulum. (PDB ID 1EUL) Ten transmembrane helices surround the path for Ca2+ movement through the membrane. Two of the helices are interrupted near the middle of the bilayer, and their nonhelical regions form the binding sites for two Ca2+ ions (green). The carboxylate groups of an Asp residue in one helix and a Glu residue in another are central to the Ca2+-binding sites. Three globular domains extend from the cytoplasmic side: the N (nucleotide-binding) domain has the binding site for ATP; the P (phosphorylation) domain contains the Asp351 residue (blue) that undergoes reversible phosphorylation, and the A (actuator) domain somehow mediates the structural changes that alter the Ca2+ affinity of the Ca2+-binding site and its exposure to cytoplasm or lumen. Note the long distance between the phosphorylation site and the Ca2+-binding site. There is strong evidence that during one transport cycle, the N domain tips about 20 to the right, bringing the ATP site close to Asp351, and that during each catalytic cycle the A domain twists by about 90 around the normal (perpendicular) to the membrane. These conformational changes must expose the Ca2+-binding site first on one side of the membrane, then on the other, changing the Ca2+ affinity of the site from high on the cytoplasmic side to lower on the lumenal side. A complete understanding of the coupling between phosphorylation and Ca2+ transport awaits determination of all the conformations involved in the cycle.
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
الآخبار الصحية


قسم الشؤون الفكرية يصدر كتاباً يوثق تاريخ السدانة في العتبة العباسية المقدسة
"المهمة".. إصدار قصصي يوثّق القصص الفائزة في مسابقة فتوى الدفاع المقدسة للقصة القصيرة
(نوافذ).. إصدار أدبي يوثق القصص الفائزة في مسابقة الإمام العسكري (عليه السلام)