ATP驅動泵（ATP poweredpumps）是指以ATP水解釋放能量作為能源進行主動運輸的載體蛋白家族。
基本介紹
- 中文名：ATP驅動泵
- 外文名：ATP poweredpumps
- 能源：ATP
- 性質：泵
ATP驅動泵的分類
1、P－型離子泵（磷酸化） 2、V－型質子泵（膜泡等）
3、F－型質子泵（F亞基） 4、ABC超家族——轉運小分子
P－型離子泵（P－class ion pump）
都有2個α亞基——催化；部分具有2個β亞基——調節；伴隨α 的磷酸化和去磷酸化
（一）鈉鉀泵
細胞內低Na+高K+的離子環境動物細胞一般要消耗1/3（神經細胞消耗2/3）的總ATP來維持這種環境。Na+、K+的輸入和輸出通過鈉鉀泵來完成的。表5－1 典型哺乳類細胞內外離子濃度比較The Nobel Prize in Chemistry 1997
1、Na+-K+ pump的分子結構：
實際上就是Na+-K+ ATP酶；由2個α亞基、2個β亞基組成的四聚體；分布於動物細胞的質膜上。α亞基是多次跨膜蛋白，具有ATP酶活性和Na+、K+結合位點；β亞基是糖基化的多肽（摺疊、調節）
2、Na+- K+泵的工作方式
在膜內側，3 Na+與酶結合，激活ATP酶活性，使ATP分解，酶自身被磷酸化；
酶構象發生改變，與Na+結合的部位轉向膜外側；
向胞外釋放3 Na+並與2 K+結合，K+與酶結合後促使酶去磷酸化；
酶的構象恢復原狀，於是與K+結合的部位轉向膜內側；
向胞內釋放K+，並又重新與Na+結合。
1000次/秒高速運轉。總的結果是每一消耗一個ATP；輸出3個Na+ ，輸入 2個K+ 。
使細胞外帶正電荷。
3、Na+-K+泵的作用
①維持細胞的滲透平衡,保持細胞的體積；
②維持低Na+高K+的細胞內環境，為協同運輸提供驅動力；
③維持細胞的靜息電位
4、Na+-K+泵的影響因子：
烏本苷（ouabain）、毛地黃（digitalis）可抑制Na+-K+泵活性；
(二) 鈣泵等其他P—型離子泵
1、鈣泵（Ca2+pump）又稱為Ca2+-ATPase，跨膜蛋白，進化上與Na+-K+泵的α亞基同源。
作用：維持細胞內較低的Ca2+濃度（胞內濃度10-7M，胞外10-3M）。
分布：質膜、細胞器膜（肌細胞內質網膜）。
作用機制：原理與鈉鉀泵相似，每分解一個ATP，泵出2個Ca2+，將Ca2+輸出細胞或泵入內質網腔中儲存起來。
Ca2+- ATP酶工作過程
2、P型質子泵
分布：植物細胞、真菌和細菌的質膜上沒有 Na+-K+泵，只有質子泵（H+- ATPase）
P型質子泵的功能： 將H+泵出細胞，建立跨膜的H+電化學梯度（相當於動物細胞膜上的Na+電化學梯度），從而驅動一些溶質的轉運。轉運溶質（細菌培養環境酸化、對糖和胺基酸攝取）； H+-K+泵：將H+泵出細胞，K+泵入細胞，哺乳動物胃酸分泌；
①P-type：利用ATP 自磷酸化導致的構象改變來轉移H+ 。如植物細胞膜上的H+泵、動物胃表皮細胞的H+-K+泵（分泌胃酸）。“胃酸”
②V-type：位於溶酶體膜、內體、植物液泡膜上，由許多亞基構成，水解ATP產生能量，將H+泵入細胞器，但不發生自磷酸化。
V－型H+泵和F－型H+泵
V－型H+泵：膜泡質子泵（vacuolar proton pump），分布於動物細胞胞內體、溶酶體膜、破骨細胞、某些腎小管細胞質膜、植物酵母真菌細胞液泡膜上。
F－型H+泵
（F－class proton pump）位於細菌質膜，線粒體內膜和葉綠體的類囊體膜上。
特點：不形成磷酸化中間體；
功能：V－型泵維持細胞質基質的pH中性和細胞器內的酸性；
F－型泵利用H+順濃度梯度運動，將釋放的能量合成ATP。
ABC超家族
定義：
最早發現於細菌，是一龐大的蛋白家族，都有兩個高度保守的ATP結合區（ATP binding cassette），故名。
特點：
1.一種ABC轉運器只轉運一種或一類底物，不同成員可轉運離子、胺基酸、核苷酸、多糖、多肽、蛋白質；
2.可催化脂雙層的脂類在兩層之間翻轉。
舉例：
ABC轉運器與病原體對藥物的抗性有關。MDR （multidrug resistance protein ）是第一個被發現的真核細胞ABC轉運器，是多藥抗性蛋白，約40%患者的癌細胞內該基因過度表達。（下圖所示） 
