Н+-АТФаза плазмалеммы

Н+-АТФаза плазмалеммы. Этот комплекс представлен единственным поли­пептидом с молекулярной массой 100 кД и относится к Р-типу АТФаз, обра­зующих в ходе реакции промежуточный фосфорилированный продукт (аспартил фосфат). Субстратом для

ПМН+-АТФазы служит МgАТФ и константа Михаэлиса Кт Варьирует у растений от 0,3 до 14 мМ; оптимум рН около 6,6. Моно­мер образует 10 интегрированных в мембране доменов, а с цитозольной сто­роны между 4-м и 5-м доменами — гидролитическую петлю, на которой нахо­дится АТФ-связывающий участок (рис. 6.14). Стехиометрия удаления Н+ и гид­ролиза АТФ (Н+/АТФ) равна единице.

Механизм протонного транспорта с участием этой помпы еще окончатель­но не выяснен. Каталитический цикл, обеспечивающий выкачивание Н+, предполагает следующую ступенчатую последовательность: связывание Н+ и на участке D — Mg-АТФ, затем образование высокоэнергетического продукта (аспартил фосфата) и высвобождение АДФ; как следствие этих реакций про­исходят конформационные изменения фермента, которые приводят к высво­бождению Н+ с наружной стороны плазмалеммы; возвращение фермента после высвобождения Фн в исходное состояние. Работу этой помпы ингибирует ванадат. Предполагают, что он имитирует Фн, и связывание ванадата в актив­ном центре блокирует переход фермента в исходное активное состояние.

Рис. 6.14. Предполагаемые структурные модели Н+-помп растительной клетки (моди­фикация по: Sze et al., 1999; Morsomme, Boutry, 2000; Rutajczak, 2000; Maeshima, 2001):

/ — Н+-АТФаза плазмалеммы (ПМН+-АТФаза): 1 —10 — участки полипептидной цепи, пересе­кающие ПМ; D — каталитический участок, содержащий аспартатный остаток, связывающий Mg-АТФ; AID — автоингибиторный домен

С-конца, который вследствие фосфорилирования

протеинкиназой и присоединения 14-3-3-белка переводит ПМН+-АТФазу из неактивной (НАк) в активную (Ак) форму; // — вакуолярная Н+-АТФаза (VН+-АТФаза): V1 — цитозольная, Vo — мембранная части комплекса; A—G — субъединицы V1; a—d — субъединицы Vo. Детали пространственного расположения субъединиц С, Е, F, G, Н и d у

VН+-АТФазы не выяснены (по Maeshima, 2001); ///— вакуолярная пирофосфатаза (Н+-ПФаза): 1 —14 — участки полипеп­тидной цепи Н+-ПФазы, пересекающие мембрану (домены 3, 4 и 8— 13 не представлены); ГП — гидрофильная цитозольная петля между 5-м и 6-м трансмембранными доменами с консерватив­ным сегментом (CS1) и местами связывания субстрата (Mg-ФФн), К+ и Mg