アクティブトランスポートではどのようなポンプが使用されますか?

能動輸送では、分子またはイオンが濃度勾配に逆らって細胞膜を横切って移動し、エネルギーの入力が必要になります。能動輸送のためのエネルギーは、アデノシン三リン酸 (ATP) の加水分解によって提供されます。能動輸送に関与するいくつかのポンプを次に示します。

1. ナトリウム-カリウムポンプ (Na+/K+ ATPase):このポンプは、動物細胞の原形質膜を横切るナトリウムイオンとカリウムイオンの電気化学的勾配を維持する役割を果たします。 ATP が加水分解されるたびに、3 つのナトリウムイオンが細胞から排出され、2 つのカリウムイオンが細胞内に排出されます。これにより、ナトリウムイオンとカリウムイオンの濃度勾配が生じ、さまざまな細胞プロセスが促進されます。

2. カルシウムポンプ (Ca2+ ATPase):カルシウムポンプは、多くの種類の細胞の原形質膜、および筋細胞の筋小胞体などの細胞内小器官の膜に存在します。カルシウムイオンをサイトゾルから細胞外空間または細胞内貯蔵庫にポンプで送り込み、サイトゾルのカルシウム濃度を低下させます。

3. プロトンポンプ (H+ ATPase):プロトンポンプはさまざまな細胞膜に存在し、膜を横切るプロトン勾配の生成に関与しています。それらはプロトン (H+) を膜の一方の側からもう一方の側にポンプで送り、栄養素の取り込みや ATP 合成などのさまざまなプロセスに利用できる電気化学的勾配を確立します。

4. 多剤耐性ポンプ:多剤耐性ポンプは、薬物を含む構造的に無関係な広範囲の化合物を細胞の外に積極的に輸送するタンパク質です。これらのポンプは多くの細胞型の原形質膜に存在し、がん細胞やその他の疾患における薬剤耐性において重要な役割を果たしています。

5. 液胞 H+ ATPase:液胞 H+ ATPase は、植物の液胞および一部の動物のリソソームの膜に見られるプロトン ポンプです。これはプロトンを液胞に送り込み、内腔を酸性化し、液胞へのさまざまな分子の取り込みを促進する電気化学的勾配を作成します。