МИНИМАЛЬНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СОПРЯЖЕНИЯ КОТРАНСПОРТНОГО И АНИОН-ОБМЕННОГО МЕХАНИЗМОВ ПЕРЕНОСА В БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАНАХ

Орлов Ю. Н., Ребане Ю. Т., Ребане Е. Н.
Петербургский институт ядерной физики РАН, 188350 Гатчина Ленинградской области; *Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, 194021 Санкт-Петербург; **Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, 194223 Санкт-Петсрбург
Котранспортные и анион-обменные переносчики играют важную роль в обеспечении секреции и реабсорбции различных метаболитов через мембраны клеточных эпителиев. В литературе имеются экспериментальные примеры, показывающие, что механизмы котранспорта и анионного обмена могут работать кооперативно, за счет чего обеспечивается энергетическое сопряжение между градиентами неорганических ионов, которые генерируются ионными помпами и анионобменными механизмами транспорта. В работе рассматривается модель сопряжения транспортных потоков двух различных субстратов, один из которых (Y) может переноситься как котранспортным, так и анион-обменным переносчиком, а другой (Z) только последним. При помощи компьютерного моделирования продемонстрированы возможности этой модели. Показано, что для данной пары субстратов Y и Z энергетическое сопряжение между котранспортным и анион-обменным потоком становится возможным при выполнении следующих условий: (1) - поток иона Y путем котранспорта во внутренний объем должен превышать его поток во внешний объем, который осуществляется путем анионного обмена; (2) - вероятность переориентации анион-обменного переносчика, загруженного субстратом Y должна быть больше вероятности переориентации незагруженного субстратом переносчика.