Karlish S J, Stein W D
J Physiol. 1982 Jul;328:295-316. doi: 10.1113/jphysiol.1982.sp014265.
用猪肾钠钾ATP酶重构的磷脂囊泡,在完全没有ATP和磷酸盐的情况下,显示出缓慢的被动泵介导的(86)Rb通量。
在用哇巴因或钒酸盐离子预处理的酶制备的囊泡中,Rb通量受到抑制。与正常细胞方向相比,通过内向外或外向内取向的钠钾泵的Rb通量,可以通过钒酸盐对囊泡一侧或两侧的影响来区分。
(86)Rb进入装载Rb的囊泡代表(86)Rb-Rb交换。通过内向外和外向内取向的泵的最大交换速率相等,表明泵在囊泡膜上随机排列。这种Rb-Rb交换在内向外和外向内泵上分别在约0.6和0.2 mM外部Rb时达到半饱和。
(86)Rb进入无Rb囊泡代表净Rb通量。通过内向外泵的Rb摄取最大速率约等于Rb-Rb交换,在约0.5 mM的外部Rb浓度下达到半饱和,并显示出协同作用的证据。通过外向内泵的净Rb摄取非常缓慢,在约0.1 mM外部Rb时达到半饱和。
外部介质中低浓度的K离子刺激(86)Rb摄取,但高浓度时则抑制。外部介质中的Na离子总是抑制(86)Rb摄取。结果表明,K离子与Rb离子以协同方式运输,而Na离子则阻断Rb通量。
囊泡内部Rb同系物的存在增加了通过内向外泵的(86)Rb摄取,其有效性顺序降低:Li>Na>Cs>K>Rb。Na离子的刺激涉及Rb-Na交换。
通过平行测量钠钾泵介导的通量和共价磷酸酶的量来估计周转数。在20℃下,以每摩尔磷酸酶每秒的离子摩尔数为单位,获得以下值:ATP依赖的Na-Rb交换,43;(ATP+磷酸盐)刺激的Rb-Rb交换,7。对于(ATP+磷酸盐)非依赖通量:Rb-Rb交换0.25;净Rb摄取0.15和Rb-Na交换0.65。
外部介质中的Mg离子以与Rb拮抗的方式抑制通过内向外泵的净和交换Rb通量。Mg和钒酸盐离子以协同方式抑制Rb通量。
结果用一个模型来解释,其中净和交换(86)Rb通量通过蛋白质细胞质面结合Rb的E(1)形式、含有封闭Rb离子的E(2)(Rb)(occ)形式和蛋白质细胞外表面结合Rb的E(2)形式之间的构象转变发生。动力学分析使我们能够通过将我们的运输数据与在分离的钠钾ATP酶中直接观察到的构象转变速率常数的值相结合,来确定运输循环的限速步骤。