細胞膜を横切る基質の促進された拡散のメカニズム

タンパク質媒介、受動的、膜貫通基質輸送（促進された拡散）の2つのクラスの理論メカニズムを比較します。単純なキャリアは、基質の流入部位と流出部位を交互に露出させるキャリアタンパク質について説明しますが、同時に両方の部位を決して露出しません。基質輸送用の2サイトモデルは、流入部位と流出部位を同時に含むキャリアタンパク質を説明しています。これらのメカニズムによる輸送を記述する速度方程式が導出されます。これらの方程式は、5つの実験定数によって特徴付けられるのと同じ一般的な形をとります。単純なキャリア媒介輸送は、あらゆる条件下で双曲線速度に制限されています。2サイトのキャリア媒介輸送は、平衡交換条件下でのみ双曲線動態から逸脱する可能性があります。単純なキャリアと2サイトの両方のキャリアが平衡交換条件下で双曲線速度論を表示する場合、これらのモデルは、定常状態輸送データのみを使用することで区別できません。7つの砂糖輸送システムが分析されています。これらのシステムのうち5つは、砂糖輸送の両方のモデルと一致しています。ヒト赤血球によるウリジン、ロイシン、およびcAMP輸送は、輸送用の単純なモデルと2サイトモデルの両方と一致しています。ヒト赤血球糖輸送は、単純および2サイトのキャリアメカニズムによってモデル化され、細胞内糖の区画化を可能にします。この例では、20度Cでのヒト赤血球糖キャリアの固有の特性の解像度には、局所式輸送測定値を使用する必要があります。

Two classes of theoretical mechanisms for protein-mediated, passive, transmembrane substrate transport (facilitated diffusion) are compared. The simple carrier describes a carrier protein that exposes substrate influx and efflux sites alternately but never both sites simultaneously. Two-site models for substrate transport describe carrier proteins containing influx and efflux sites simultaneously. Velocity equations describing transport by these mechanisms are derived. These equations take the same general form, being characterized by five experimental constants. Simple carrier-mediated transport is restricted to hyperbolic kinetics under all conditions. Two-site carrier-mediated transport may deviate from hyperbolic kinetics only under equilibrium exchange conditions. When both simple- and two-site carriers display hyperbolic kinetics under equilibrium exchange conditions, these models are indistinguishable by using steady-state transport data alone. Seven sugar transport systems are analyzed. Five of these systems are consistent with both models for sugar transport. Uridine, leucine, and cAMP transport by human red cells are consistent with both simple- and two-site models for transport. Human erythrocyte sugar transport can be modeled by simple- and two-site carrier mechanisms, allowing for compartmentalization of intracellular sugars. In this instance, resolution of the intrinsic properties of the human red cell sugar carrier at 20 degrees C requires the use of submillisecond transport measurements.