Изоформы Na⁺/K⁺-АТФазы: структурная неоднородность и функциональное разнообразие

Na⁺/K⁺-АТФаза характеризуется сложной молекулярной неоднородностью, обусловленной экспрессией и различными сочетаниями нескольких изоформ α- и β-субъединиц. В клетках млекопитающих выявлено до четырёх разных α-полипептидов (α1, α2, α3 и α4) и трёх β-изоформ (β1, β2 и β3). Строгие эволюционные ограничения на структуру изоформ Na⁺/K⁺-АТФазы, а также тканеспецифичный и зависящий от этапа развития характер их экспрессии позволяют предположить, что разные варианты фермента приобрели специфические свойства, необходимые для удовлетворения потребностей клеток. В настоящем обзоре рассмотрены функциональные свойства и регуляция изоформ Na⁺/K⁺-АТФазы, а также их возможная физиологическая роль. Сосуществование нескольких α- и β-изоформ в большинстве клеток затрудняет изучение функций отдельных полипептидов. Решить эту проблему помогают системы гетерологичной экспрессии. Кинетические характеристики разных изоформ Na⁺/K⁺-АТФазы в отношении активирующих катионов (Na⁺ и K⁺), субстрата АТФ и ингибиторов Ca²⁺ и оуабаина свидетельствуют о том, что каждая изоформа обладает специфическими свойствами. Кроме того, внутриклеточные посредники по-разному регулируют активность отдельных изоформ Na⁺/K⁺-АТФазы. Таким образом, регуляция определённых изоформ насоса позволяет клеткам точно согласовывать активность Na⁺/K⁺-АТФазы со своими физиологическими потребностями.