13.11
与初级转运不同,次级主动转运利用储存在离子电化学梯度中的能量,将溶质逆其浓度梯度进行转运。
一种典型的继发性主动运输蛋白是钠-葡萄糖共转运蛋白(SGLT1)。最初,该转运蛋白的朝向使其面向细胞质的一侧处于关闭状态,而细胞外端则开放。这使得两个带负电荷的钠离子结合位点暴露于环境中,随后被带正电荷的钠离子结合。
由于细胞外空间的钠离子数量多于细胞质,与转运蛋白结合的钠离子会顺其电化学梯度移动。
钠结合的转运蛋白对葡萄糖具有高亲和力,葡萄糖在细胞外浓度较低,而在细胞内浓度较高。
随后,一个葡萄糖分子逆其浓度梯度结合到转运蛋白上,钠离子与葡萄糖的这种同时结合导致该蛋白关闭其细胞外区域,并打开朝向细胞质的一侧。
随后,钠离子解离并进入细胞质。这会降低该蛋白对葡萄糖的亲和力,从而将葡萄糖释放到细胞质中。当转运蛋白变为空载状态后,它会恢复至最初的构象。
细胞如何利用电化学梯度中所含能量的一个例子是通过葡萄糖向细胞内的运输。对这一过程至关重要的离子是钠离子(Na+),它在细胞外的浓度通常会高于在细胞质中的浓度。造成这种浓度差异是由于细胞膜中一种酶“泵”的作用,该酶“泵”能够主动将 Na+ 排出细胞。重要的是,由于这种泵会导致细胞外带正电荷的 Na+…