Protónová pumpa
Protónová pumpa je integrálny membránový proteín biologických membrán, ktoré sú semipermeabilné pre protóny.[1] Energiu potrebnú na pumpáž protónov čerpajú protónové pumpy z rôznych zdrojov:
- protónové pumpy poháňané elektrónmi: protónové pumpy elektróny transportujúcich reťazcov využívajú tok elektrónov z donorov elektrónov (NADH, FADH2) na akceptory elektrónov (O2) za súčasnej pumpáže protónov z miesta s ich nižšou koncentráciou na miesto s vyššou koncentráciou,[1] takýmito protónovými pumpami sú komplexy dýchacieho reťazca Komplex I, Komplex III a Komplex IV,
- protónové pumpy poháňané svetlom: protónové pumpy využívajúce absorpciu kvanta viditeľného svetla (baktériorodopsín v cytoplazmatickej membráne fotosyntetizujúcicch baktérií; chlorofyl v tylakoidovej membráne chloroplastov rastlín),[1]
- protónové pumpy poháňané ATP: protónové pumpy využívajúce hydrolýzu ATP na zisku energie na pumpovanie protónov; k týmto patria všetky ATPázy.[1] Nazývajú sa tiež sekundárne protónové pumpy, pretože ak sú v prítomnosti iného typu protónovej pumpy, sú schopné obrátiť smer katalyzovanej reakcie a namiesto hydrolýzy ATP katalyzovať jeho syntézu: vtedy hovoríme o ATP syntázach. ATP syntázy sú prítomné vo vnútornej mitochondriálnej membráne, kde sú v spoločnosti primárnych protónových púmp (Komplex I, Komplex III, Komplex IV); v tylakoidovej membráne chloroplastov, v cytoplazmatickej membráne fotosyntetizujúcich baktérií.[1]
Protónové pumpy sú vždy v jednej membráne orientované jedným smerom, preto pumpujú protóny na rovnakú stranu membrány:
- bunkový kompartment, do ktorého sú protóny pumpované, sa nazýva P-strana (pozitívna strana), pretože protóny nesú pozitívny (kladný) náboj;[1]
- bunkový kompartment, z ktorého sú protóny čerpané, sa nazýva N-strana (negatívna strana), pretože odčerpávaním kladne nabitých protónov získava tento kompartment záporný (negatívny) náboj.[1]