离子泵水解酶功能及酶的种类

　　离子泵也是离子载体的一种，只是其运送离子的能量直接来源于水解ATP，而且，被运送的离子是逆着其电化学势进行的。因此，离子泵实际上有一些具有ATP水解酶功能，并能利用水解ATP的能量将离子逆着其电化学势梯度进行跨膜运输的膜载体蛋白。根据离子泵活动对膜电位的影响又可将其分为致电离子泵(electrogenic pump)和中性离子泵(electroneutralpump)，前者可以导致有净电荷的跨膜运动，而后者则不改变膜两侧的电荷分布状况。在高等植物细胞中，质膜上的H⁺-ATP酶(P型H⁺-ATP酶)是最普遍，且最重要的致电泵。

　　在植物细胞中，位于质膜和液泡膜上的质子泵依赖消耗ATP建立跨膜质子电化学势梯度，而此跨膜质子电化学势梯度是推动各种离子和小分子代谢产物进行跨膜运输的动力。换言之，如果这些H⁺-ATP酶停止工作，则其他大部分离子跨膜运输过程都将会受阻。因此，有人将植物细胞膜上的H⁺-ATP酶称作“主宰酶”。

　　植物细胞膜上的H⁺-ATP酶有三类，一类是位于质膜上的P型H⁺-ATP酶，另一类是主要存在于液泡膜上的V型H⁺-ATP酶。第三类是存在于线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上的F型H⁺-ATP酶。P型H⁺+-ATP酶将H⁺自细胞质泵至胞外，使质膜两侧的H⁺维持1～2个数量级的浓度差(即1～2个pH单位)。V型H⁺-ATP酶将H⁺自细胞质泵至液泡内等内膜系统，使液泡膜两侧的H⁺维持2个数量级左右的浓度差(即2个左右pH单位)。因此，一般植物活细胞细胞质的pH在7左右，胞外质外体环境的pH为5～6，而液泡内的pH则在5左右或更低。

　　迄今为止，在植物细胞上所确认的离子泵包括质膜上的H⁺-ATP酶和Ca²⁺-ATP酶、液泡膜上的H⁺-ATP酶和Ca²⁺-ATP酶，以及内膜系统上的H⁺-焦磷酸酶(依赖水解焦磷酸获取能量来跨膜运送质子)。需要特别指出的是，以往一些教材或参考书中提到的植物细胞的K⁺-泵、Na⁺泵或K⁺／Na⁺泵可能是参考了动物细胞的情况，至少到目前为止在植物细胞中还无确切的实验证据表明这些离子泵的存在。