Regulace homeostáze draselných iontů v kvasinkách

Abstract

Všechny organismy udržují ve svých buňkách vysokou koncentraci draselných kationtů a relativně nízkou koncentraci sodných kationtů, které jsou ve vyšších koncentracích pro buňky většiny organismů toxické. Pro udržování homeostáze jednomocných iontů buňky využívají celou řadu transportních systémů. Tato práce se zabývá popisem a srovnáním transportérů těchto kationtů v buňkách člověka, rostlin a kvasinky Saccharomyces cerevisiae. Pro export nadbytečných Na+ kationtů všechny organismy využívají evolučně konzervované Na+ /H+ antiportery. Transportéry zajišeující import a dostatečnou akumulaci K+ kationtů se liší podle organismů. U živočišných/lidských buněk se jedná hlavně o Na+ /K+ ATPázy, u rostlin symportéry K+ s protony. U kvasinek existují pro kvasinky a houby specifické transportéry typu Trk a symportéry K+ kationtů s protony z rodiny Hak. Kromě transportérů v plazmatické membráně hrají roli i transportéry v membránách organel, které zajišeují optimální koncentraci K+ kationtů a protonů a napomáhají také sekvestraci toxických Na+ kationtů do vakuol. Většina transportních systémů v membránách intracelulárních organel jsou antiportery přenášející jednomocné ionty proti protonům. Regulace většiny transportérů probíhá posttranslačně. Mezi nejdůležitější mechanismy regulace patří fosforylace a...

All organisms maintain a high concentration of potassium cations and a relatively low concentration of sodium cations in their cells, as higher concentrations of sodium cations are toxic to the cells of most organisms. To maintain the homeostasis of monovalent ions, cells utilize a variety of transport systems. This work describes and compares the transporters of these cations in human cells, plant cells, and the yeast Saccharomyces cerevisiae. To export excess Na+ cations, all organisms use evolutionarily conserved Na+ /H+ antiporters. The transporters responsible for the import and sufficient accumulation of K+ cations differ between organisms. In animal/human cells, these are mainly Na+ /K+ ATPases, in plants K+ symporters with protons. In yeast, there are yeast- and fungi-specific transporters of the Trk type and K+ cation symporters with protons from the Hak family. Besides transporters in the plasma membrane, transporters in organelle membranes also play a role, ensuring optimal concentrations of K+ cations and protons and helping to sequester toxic Na+ cations into vacuoles. Most transport systems in the membranes of intracellular organelles are antiporters that transport monovalent ions against protons. The regulation of most transporters occurs post-translationally. Among the most...