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Synonyme: Natrium-Kalium-Pumpe, Natrium-Kalium-Ionenpumpe, 3 Na+/2 K+-ATPase, Na-K-ATPase
Die Natrium-Kalium-ATPase ist ein Enzym aus der Klasse der Transmembranproteine, das in der Zellmembran verankert ist. Es katalysiert unter Hydrolyse von Adenosintriphosphat (ATP) den aktiven Transport (d.h. gegen den Konzentrationsgradienten) von 3 Natriumionen aus der Zelle und 2 Kaliumionen in die Zelle und fungiert somit als Antiporter.
Das Enzym besteht aus jeweils zwei α- und β-Untereinheiten, die gemeinsam als α2β2-Tetramer in der Membran liegen. Die α-Untereinheiten ragen größtenteils in das Zytosol, die β-Untereinheiten durchspannen die ganze Plasmamembran. Während der Enzymreifung dienen die β-Untereinheiten als Chaperone der α-Untereinheiten und überwachen die korrekte Faltung der mindestens acht transmembranären Domänen. Bindungsstellen präsentieren die α-Untereinheiten nach extrazellulär hin für Herzglykoside, nach intrazellulär für ATP.
Pro Zyklus werden drei Na+-Ionen gegen den Konzentrationsgradienten aus der Zelle heraus und zwei K+-Ionen hinein gepumpt. Effektiv handelt es sich um die Entfernung eines positiven Ladungsträgers aus dem Zytosol der Zelle pro Zyklus. Pro Sekunde kann dieser Zyklus bis zu 300 mal ablaufen.
Die Natrium-Kalium-ATPase kann durch bestimmte Substanzen gehemmt werden, z.B. durch
Eine Hemmung der Natrium-Kalium-Pumpe fördert die Entstehung einer Hyperkaliämie.
Umgekehrt kann pharmakologisch auch eine Stimulation der Pumpe erreicht werden, z.B. durch
Eine Stimulation der Natrium-Kalium-Pumpe fördert eine Hypokaliämie. Dies ist u.a. der Grund, warum bei der Therapie eines ketoazidotischen Komas die Insulingabe unter strikter Kontrolle des Serumkaliums erfolgen muss, um eine Hypokaliämie zu verhindern.
Tags: Antiporter, Transmembranprotein
Fachgebiete: Biochemie, Biologie, Physiologie
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