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.