Natrium-Calcium-Austauscher

Natrium-Calcium-Austauscher
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	Natrium-Calcium-Austauscher
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur	938 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur	multipass Membranprotein
Isoformen	4
Bezeichner
Gen-Name	SLC8A1
Externe IDs	OMIM: 182305; UniProt P32418;
Transporter-Klassifikation
TCDB	2.A.19.3.1
Bezeichnung	Ca2+:Kationen-Antiporter
Vorkommen
Homologie-Familie	Na-Ca-Austauscher
Übergeordnetes Taxon	mehrzellige Tiere<ref name='db'>TCDB: 2.A.19</ref>

Der Natrium-Calcium-Austauscher (engl. oft als Na⁺/Ca²⁺ exchanger, NCX, bezeichnet) ist ein Transmembranprotein in der Zellmembran von Tieren, welches Natrium-Ionen von der einen auf die andere Seite der Membran transportiert und Calcium-Ionen in entgegengesetzter Richtung (deswegen Austauscher).

Katalysierter Transport

Die Transportgleichung:<ref name='db' />

<math>\mathrm{Ca^{2+}_{innen} + 3 \ Na^+_{aussen}\rightleftharpoons \ Ca^{2+}_{aussen} + 3 \ Na^+_{innen}}</math>

Aufgrund der entgegengesetzten Transportrichtung der beiden Ionenarten ist der Natrium-Calcium-Austauscher ein Beispiel für einen Antiport.

Der Natrium-Calcium-Austauscher transportiert Natrium- und Calcium-Ionen im stöchiometrischen Verhältnis 3:1, d. h., es werden drei Natrium-Ionen gegen ein Calcium-Ion ausgetauscht. Natrium-Ionen sind einfach positiv geladen (Na⁺), während Calcium-Ionen über zwei positive Ladungen verfügen (Ca²⁺). Der Natrium-Calcium-Austauscher tauscht also drei positive Ladungen gegen zwei aus. Im Ergebnis findet deswegen ein Netto-Ladungstransport durch die Membran statt, und das Membranpotential ändert sich. Der Transport durch den Natrium-Calcium-Austauscher ist deswegen ein elektrogener Transportprozess.

Die treibende Kraft für den Natrium-Calcium-Austauscher ist der Natrium-Gradient über der Membran. Natrium-Ionen werden von der Seite der höheren Natrium-Konzentration auf die Seite der niedrigeren transportiert. Calcium-Ionen dagegen werden von der Seite der niedrigeren Calcium-Konzentration auf die Seite der höheren befördert. Einen Transport von Ionen oder anderen Molekülen entgegen ihrem Konzentrationsgradienten bezeichnet man als aktiv. In der Regel ist die intrazelluläre Natrium-Konzentration niedriger als die extrazelluläre, mit der Calcium-Konzentration verhält es sich genau so. Aufgrund des hohen Natrium-Gradienten transportiert der Natrium-Calcium-Austauscher Natrium-Ionen von außen nach innen und Calcium-Ionen von innen nach außen. Die potentielle Energie des Natrium-Gradienten wird genutzt, um Calcium entgegen seinem Konzentrationsgradienten zu transportieren. Da der Natrium-Gradient Folge eines primär aktiven Transportprozesses ist, nämlich Resultat der Tätigkeit der Natrium-Kalium-ATPase, stellt der Transport durch den Natrium-Calcium-Austauscher einen sekundär aktiven Transport dar.

Funktion

Der Natrium-Calcium-Austauscher spielt eine wichtige Rolle für die Calcium-Homöostase der Zelle. Aufgrund des elektrogenen Charakters des Transports wird die Zelle dabei depolarisiert. Bei einem starken Anstieg der intrazellulären Natrium-Konzentration funktioniert der Natrium-Calcium-Austauscher in entgegengesetzter Richtung (reverse mode), d. h., er befördert Natrium-Ionen aus der Zelle hinaus und lässt Calcium-Ionen hinein. Auf diese Weise kann der Natrium-Calcium-Austauscher nicht nur zur Calcium-Homöostase, sondern auch zur Calcium-Signalgebung der Zelle beitragen.

Der Natrium-Calcium-Austauscher ist besonders wichtig für die Funktion elektrisch erregbarer Zellen, d. h. Muskeln (sowohl der Skelettmuskeln, der glatten Muskeln und des Herzmuskels) und Nervenzellen.<ref>Jassal: Na+/Ca2+ exchanger transport. reactome, 5. Juni 2009, abgerufen am 4. September 2010 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). </ref>

Literatur

Einzelnachweise