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学而记

百科词条

次级主动运输(Secondary Active Transport,继发性主动转运)

1. 外排泵为正V型 2. 细胞周质 Periplasm,周质空间 中的一个质子会结合上来,驱动外排泵合拢,然后变为朝内开的倒V型 3. 质子释放到 0. 细胞质 cytoplasm 中。 细胞质基质(cytosol) 中的药物分子结合上来,恢复正V状态,把药物分子运到 细胞周质 Periplasm,周质空间 并释放。 质子泵(Proton Pump)把 细胞质基质(

1. 外排泵为正V型 2. [[细胞周质(Periplasm,周质空间)]]中的一个质子会结合上来,驱动外排泵合拢,然后变为朝内开的倒V型 3. 质子释放到[[0. 细胞质(cytoplasm)]]中。[[细胞质基质(cytosol)]]中的药物分子结合上来,恢复正V状态,把药物分子运到[[细胞周质(Periplasm,周质空间)]]并释放。

耗能的地方

质子泵(Proton Pump)把[[细胞质基质(cytosol)]]中的质子运回到[[细胞周质(Periplasm,周质空间)]]

核心同源性判断(按质子泵类型分类)

| 质子泵类型 | 革兰氏阴性菌中的定位 / 功能 | 线粒体内膜对应组分 | 同源性 | 关键证据 | | :----------------------- | :----------------------------------------------- | :---------------------------------------------------------------------------------- | :--- | :-------------------------------------------- | | **F 型(F₀F₁-ATP 合酶)** | 质膜 / 内膜,利用质子动力势(PMF)合成 ATP,也可反向水解 ATP 泵出质子 | 内膜 F₀F₁-ATP 合酶,功能与结构一致 | 高度同源 | 亚基组成(F₁:α₃β₃γδε;F₀:abcₙ)、旋转催化机制、序列保守,契合内共生起源说 | | **呼吸链质子泵(复合物 I/III/IV)** | 内膜,电子传递偶联质子外排建立 PMF(如 NADH 脱氢酶、细胞色素 bc₁、细胞色素氧化酶) | 内膜同源复合物(如[[复合体I:NADH脱氢酶(NADH dehydrogenase)]]、[[复合体III:细胞色素还原酶]]、[[复合体IV:细胞色素氧化酶]]) | 核心同源 | 细菌复合物 I 含线粒体复合物核心亚基同源物,辅因子(铁硫簇、血红素)与电子传递机制保守 | | **P 型质子泵** | 少数菌质膜,自磷酸化驱动质子转运(如 KdpFABC) | 无对应质子泵(线粒体以 F 型为主) | 非同源 | 机制为自磷酸化构象循环,与线粒体 F 型无序列 / 结构同源 | | **V 型质子泵** | 罕见于菌膜,多见于真核液泡 / 溶酶体 | 无 | 非同源 | 结构与 F 型相似但功能为水解 ATP 泵质子,与线粒体核心质子泵无同源性 |

关键细节补充

1. **同源核心:F₀F₁-ATP 合酶与呼吸链复合物**

• F 型质子泵是革兰氏阴性菌(如大肠杆菌)与线粒体的核心同源组分,序列、亚基组装、旋转催化机制高度保守,是内共生起源的关键分子证据。

• 呼吸链质子泵(如复合物 I、III、IV)的核心亚基与辅因子在细菌与线粒体间保守,仅细菌组分更精简,功能均为电子传递偶联质子外排。

2. **非同源的质子泵**

• P 型质子泵依赖自磷酸化转运质子,与线粒体 F 型 / 呼吸链质子泵的机制、结构无同源性。

• V 型质子泵在细菌中少见,与线粒体核心质子泵无进化关联。

3. **次级主动运输的能量关联≠质子泵同源**

次级主动运输消耗 PMF,而 PMF 由同源的呼吸链质子泵 / F 型泵建立,但次级主动运输的转运蛋白(如 MFS)与质子泵本身无同源性,仅能量偶联相关。

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总结

革兰氏阴性菌中与次级主动运输能量供应直接相关的核心质子泵(F₀F₁-ATP 合酶、呼吸链复合物),与线粒体内膜对应组分**高度同源**;而 P 型 / V 型等少数质子泵则与线粒体无同源性。

类似线粒体的[[0. 电子传递链]]