Pompe P-ATPasi: struttura e funzionamento

Nel trasporto attivo sono inclusi quei fenomeni di trasporto in cui la cellula deve spendere energia (molecole di ATP) per permettere lo spostamento di sostanze tra i due lati della membrana. Come sappiamo il trasporto attivo si divide in due tipi:

  • Trasporto attivo primario.
  • Trasporto attivo secondario.

In questi appunti parleremo delle proteine P-ATPasi che sono delle pompe coinvolte nei fenomeni di trasporto attivo primario attraverso le membrane cellulari.  Leggi i nostri appunti sul trasporto attivo primario



Le pompe che appartengono alla classe delle P-ATPasi sono formate da due peptidi denominati alfa e beta. La sub-unità alfa, durante il ciclo di trasporto, passa in uno stato fosforilato. Alcune pompe che appartengono a questa classe sono:

Cosa trasportano le P-ATPasi

La famiglia delle P-ATPasi prende il nome dalla presenza di un sito di fosforilazione situato a livello della sub-unità alfa. Le due sub-unità sono costituite da proteine integrali di membrana.

Si occupano principalmente del trasporto contro gradiente di concentrazione degli ioni ma c’è una sub-famiglia, che prende il nome di fosfolipide traslocasi, che si occupa del trasporto dei fosfolipidi tra i due foglietti del bilayer fosfolipidico. Queste proteine trasportatrici sono importanti per mantenere l’asimmetria tra i due strati lipidici che costituiscono le membrane cellulari.



Meccanismo di trasporto

Durante il trasporto di sostanze contro gradiente di concentrazione queste proteine passano attraverso due diversi stati conformazionali detti E1 ed E2.

Struttura semplificata delle pompe di tipo P

  • I siti di legame sono esposti verso il lato citoplasmatico ed hanno elevata affinità per i substrati da trasportare nello spazio extracellulare. Ovviamente hanno bassa affinità per quei substrati che sono già stati trasportati dall’esterno verso l’interno. A questo punto siamo nella conformazione E1.
    Per semplificare questo concetto facciamo un esempio pratico considerando la pompa sodio potassio, che porta all’esterno della cellula sodio e all’interno potassio. Il sito di legame citoplasmatico ha un’elevata affinità per il sodio, ma una bassa affinità per il potassio.
  • Nella conformazione E2 gli stessi siti di legame sono esposti verso il lato extracellulare ed hanno elevata affinità per i substrati che devono essere traslocati all’interno della cellula (stesso concetto di prima).

Il cambio conformazionale da E1 a E2 avviene al momento dell’idrolisi della molecola di ATP legata alla sub-unità alfa. La perdita del fosfato e il legame con una nuova molecola di ATP fa ritornare la proteina nella conformazione iniziale E1.

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