Н + /К + -АТФа́за
Другие названия:	Водородно-калиевая аденозинтрифосфатаза, протонная помпа, протонный насос
Генетические данные
Код гена:	GO:8900
Структура и функция белка
Тип белка :	гидролаза
Функции:	продукция соляной кислоты
Database Links
Шифр КФ :

Статья посвящена Н ⁺ /К ⁺ -АТФазе слизистой оболочки желудка .

Водоро́дно-ка́лиевая аденозинтрифосфата́за (другие названия: Н ⁺ /К ⁺ -АТФа́за , Н ⁺ /K ⁺ -аденозинтрифосфата́за , ка́лий-водоро́дная аденозинтрифосфата́за ) — фермент класса транслоказ ( КФ от 19 сентября 2003 на Wayback Machine ). В гастроэнтерологии и фармацевтике , ориентированной на органы пищеварения , вместо водородно-калиевая аденозинтрифосфатаза обычно используют синонимы: прото́нная по́мпа , прото́нный насо́с , прото́новый насо́с , или прото́новая по́мпа (особенно часто в словосочетаниях типа: « ингибитор протонного насоса », « ингибитор протонной помпы » и т. д.).

Впервые идентифицирована в 1973 году A. Ganser и J. Forte при изучении кислотопродуцирующих клеток лягушки-быка .

Функции и местонахождение

Водородно-калиевая аденозинтрифосфатаза является протонной помпой (синоним протонным насосом ) и играет важнейшую роль при секреции соляной кислоты в желудке. Н ⁺ /К ⁺ -АТФаза составляют большинство из молекул белков апикальных (направленных в просвет желудка) мембран париетальных клеток . Основная функция этих клеток заключается в продуцировании соляной кислоты (а также внутреннего фактора Кастла ). Париетальные (синоним обкладочные ) клетки располагаются в фундальных железах желудка. Фундальные (синоним главные ) железы составляют основную часть желёз области дна, тела и интермедиальной зоны желудка и практически отсутствуют в кардиальной и пилорической частях желудка.

Структура Н ⁺ /К ⁺ -АТФазы

Н ⁺ /К ⁺ -АТФаза состоит из двух субъединиц, α (ATP4A) и β (ATP4B). Субъединица α представляет собой полипептидную цепь из 1033 аминокислотных остатков , десять раз пересекающую мембрану клетки, образующую, таким образом, пять петель, выходящих за пределы клетки. Оба конца α-субъединицы, N и С , находятся внутри клетки. Большой участок полипептидной цепи (примерно 800 аминокислотных остатков), находящийся на цитоплазматической стороне от мембраны, образует домен, являющийся каталитическим центром гидролазы.

Субъединица β является гликопротеином , содержащим 291 аминокислотный остаток, а также углеводные цитоплазматические фрагменты (примерно треть массы субъединицы) и не участвует непосредственно в процессе транспорта ионов. Полипептидная цепь этой субъединицы пересекает мембрану только один раз. N-конец этой субъединицы находится внутри париетальной клетки, в её цитоплазме , C-конец и большая часть — с внешней стороны мембраны. Эта субъединица играет важную роль в доставке вновь синтезированной субъединицы к мембране.

Продукция соляной кислоты

Н ⁺ /К ⁺ -АТФаза относится к большой группе белков — АТФаз , отвечающих за транспорт ионов (в большинстве случаев катионов ) через клеточные мембраны практически всех биологических видов. Н ⁺ /К ⁺ -АТФаза транспортирует ион водорода Н ⁺ из цитоплазмы париетальной клетки в полость желудка через апикальную мембрану в обмен на ион калия К ⁺ , который она переносит внутрь клетки. При этом оба катиона транспортируются против электрохимического градиента . Источником энергии для этого транспорта служит гидролиз молекулы АТФ . Одновременно с ионами водорода в просвет желудка путём активного транспорта против градиента переносятся ионы хлора Cl ⁻ . Входящие в клетку ионы К ⁺ покидают её по градиенту концентрации вместе с ионами Cl ⁻ через апикальную мембрану париетальных клеток. Протоны Н ⁺ образуются в эквивалентных количествах с НСО ₃ ⁻ при диссоциации угольной кислоты Н ₂ СО ₃ при участии фермента карбоангидразы. Ионы НСО ₃ ⁻ пассивно перемещаются в кровь по градиенту концентрации через базолатеральную мембрану в обмен на Cl ⁻ . Таким образом в просвет желудка при участии Н ⁺ /К ⁺ -АТФазы выделяется соляная кислота в виде ионов Н ⁺ и Cl ⁻ , а ионы К ⁺ возвратным образом перемещаются через мембрану.

Ингибирование Н ⁺ /К ⁺ -АТФазы

Уменьшение продукции соляной кислоты в желудке является распространёнными и эффективным методом лекарственной терапии кислотозависимых заболеваний пищевода , желудка и двенадцатиперстной кишки , таких как: гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь , диспепсии , пищевода Барретта , язвы желудка , язвы двенадцатиперстной кишки , хронического гастрита , дуоденита . Для торможения процессов кислотопродукции используют два класса лекарственных препаратов : блокаторы H ₂ -гистаминовых рецепторов (класс АТХ А02ВA) и ингибиторы протонного насоса (класс АТХ А02ВС).

Ингибирование (торможение) продукции соляной кислоты блокаторами H ₂ -рецепторов происходит опосредованно. Стимуляция H ₂ -гистаминовых рецепторов периетальной клетки гистамином является необходимым условием для последующего секретирования соляной кислоты. Гистамин, воздействуя на Н ₂ -рецепторы, что приводит к активизации аденилатциклазной системы с образованием циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Последний выступает в роли вторичного посредника секреции соляной кислоты. Блокаторы H ₂ -рецепторов конкурентным образом ингибируют H ₂ -рецепторы, уменьшая, таким образом, продукцию соляной кислоты.

Ингибиторы протонного насоса непосредственно воздействуют на Н ⁺ /К ⁺ -АТФазу. Накапливаясь в кислой среде секреторных канальцев париетальной клетки в непосредственной близости к молекуле-мишени — Н ⁺ /К ⁺ -АТФазе, они претерпевают ряд изменений — протонирование и превращение в сульфенамид. В этой форме они образуют прочные ковалентные связи с Н ⁺ /К ⁺ -АТФазой, в результате чего последняя перестаёт выполнять свои функции протонного насоса. Для того чтобы париетальная клетка вновь начала секрецию кислоты, необходим синтез новых Н ⁺ /К ⁺ -АТФаз, свободных от связи с ингибитором. Продолжительность эффекта воздействия ингибиторов протонной помпы обусловлена скоростью обновления Н ⁺ /К ⁺ -АТФаз (известно, что половина Н ⁺ /К ⁺ -АТФаз обновляется в клетке за 30-48 часов, а полностью — за 72-96 часов ).

См. также

• Натрий-калиевая аденозинтрифосфатаза (Na ⁺ /К ⁺ -АТФаза)
• (Ca ²⁺ -АТФаза)
• Париетальная клетка
• Кислотность желудочного сока
• Ионные каналы

Примечания

Ссылки

• BRENDA. The Comprehensive Enzyme Information System. от 19 октября 2011 на Wayback Machine
• Биохимия мембран. .
• Лопина О. Д., Котлобай А. А., Рубцов А. М. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 1997, № 6, с. 15-19.
• Статья англоязычной Википедии .