Protonenpumpe

Als Protonenpumpe werden in der Biochemie und Physiologie Transmembranproteine bezeichnet, die positiv geladene Wasserstoffionen (Protonen) über eine biologische Membran, gegen einen elektrochemischen Gradienten, transportieren.In den Membranen der Mitochondrien und Chloroplasten sind redoxgetriebene Protonenpumpen zu finden. Ihre wesentliche Funktion ist der Aufbau eines elektrochemischen Protonengradienten (pH-Gradient), der von der ATP-Synthase zur Erzeugung chemischer Energie in Form von ATP benötigt wird. Beispiele sind der Komplex I und der Komplex IV der Atmungskette in Mitochondrien. Der Komplex III ist keine Protonenpumpe. Hier wird der Protonengradient über den Q-Zyklus aufgebaut.In den Membranen von Halobakterien finden sich die lichtgetriebene Protonenpumpe Bakteriorhodopsin.Viele Pflanzen (praktisch alle außer den Gräsern) pumpen unter Verbrauch von ATP Protonen in die Rhizosphäre, um Eisen(III)-Ionen, die dort in Form von unlöslichen Hydroxiden gebunden sind, verfügbar zu machen und dann aufzunehmen. Die Protonenpumpen befinden sich in den Membranen der äußersten Wurzelzellen.In den Belegzellen im Magen findet sich die Protonen-Kalium-Pumpe (H+/K+-ATPase). In der "sealed zone" der Osteoklasten befinden sich ebenfalls Protonen-Pumpen, die ein saures Milieu erzeugen, wodurch der Knochen aufgelöst wird.
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