功能

钠钾ATP酶的功能图示

跨膜ATP酶可以为细胞输入许多新陈代谢所需的物质并输出毒物、代谢废物以及其他可能阻碍细胞进程的物质。例如，钠钾ATP酶（又称为钠／钾离子ATP酶）能够调节细胞内钠／钾离子的浓度，从而保持细胞的静息电位；氢钾ATP酶（又称为氢／钾离子ATP酶或胃质子泵）可以使胃内保持酸化环境。

除了作为离子交换器，跨膜ATP酶还有其他类别，包括共转运蛋白（co-transporter）和“泵”（也有部分“离子交换器”也被称为“泵”）。这些跨膜ATP酶中，有一些可以造成膜内外电荷的流动，其他的则不行，因此又可以将这些转运蛋白分为生电型（electrogenic）和非生电型。

反应机制

与ATP水解反应耦合的转运是一个严格的化学反应，即每分子ATP水解能够使一定数量的溶液分子被转运。例如，对于钠钾ATP酶，每分子ATP水解能够使3个钠离子被运出细胞，同时2个钾离子被运入。

跨膜ATP酶需要ATP水解所产生的能量，因为这些酶需要做功：它们逆着热力学上更容易发生的方向来进行物质运输，换句话说，以膜为参照，它们可以将物质从低浓度的一边运送到高浓度的一边。这一过程被称为主动运输。

ATP合酶

三磷酸腺苷合酶是一类线粒体与叶绿体中的合成酶，它可以利用膜内外质子的浓度差作为能量源，将ADP与磷酸合成为ATP。ATP合酶这一作用正好与ATP酶相反。

同时，ATP合酶也可以催化逆反应，即ATP的水解。因此，从某种意义上来说，ATP合酶也是一类ATP酶。

相关人类基因

钠／钾离子转运： ATP1A1 , ATP1A2 , ATP1A3 , ATP1A4 , ATP1B1 , ATP1B2 , ATP1B3 , ATP1B4

钙离子转运： ATP2A1 , ATP2A2 , ATP2A3 , ATP2B1 , ATP2B2 , ATP2B3 , ATP2B4 , ATP2C1

镁离子转运： ATP3

氢／钾离子转运： ATP4A , ATP4B

线粒体中的氢离子转运： ATP5A1 , ATP5B , ATP5C1 , ATP5C2 , ATP5D , ATP5E , ATP5F1 , ATP5G1 , ATP5G2 , ATP5G3 , ATP5H , ATP5I , ATP5J , ATP5J2 , ATP5L , ATP5L2 , ATP5O , ATP5S

溶酶体中的氢离子转运： ATP6AP1 , ATP6AP2 , ATP6V1A , ATP6V1B1 , ATP6V1B2 , ATP6V1C1 , ATP6V1C2 , ATP6V1D , ATP6V1E1 , ATP6V1E2 , ATP6V1F , ATP6V1G1 , ATP6V1G2 , ATP6V1G3 , ATP6V1H , ATP6V0A1 , ATP6V0A2 , ATP6V0A4 , ATP6V0B , ATP6V0C , ATP6V0D1 , ATP6V0D2 , ATP6V0E

铜离子转运： ATP7A , ATP7B

I型，第8类： ATP8A1 , ATP8B1 , ATP8B2 , ATP8B3 , ATP8B4

II型，第9类： ATP9A , ATP9B

V型，第10类： ATP10A , ATP10B , ATP10D

VI型，第11类： ATP11A , ATP11B , ATP11C

非胃中的氢／钾离子转运： ATP12A

第13类： ATP13A1 , ATP13A2 , ATP13A3 , ATP13A4 , ATP13A5

参见

三磷酸腺苷

AAA蛋白

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