结构生物化学/膜蛋白/协同转运蛋白
协同转运蛋白是用于输出或输入小分子的一种蛋白质泵。它有时与同向转运蛋白等同，但“协同转运蛋白”一词既指同向转运蛋白，也指逆向转运蛋白（但并不包括单向转运蛋白）。它们利用主动转运，这意味着它们需要某种能量来进行其过程。协同转运蛋白是次级主动转运蛋白，这意味着它们使用电化学梯度作为能量来源。它通过一次结合两个分子或离子，并利用一种溶质浓度梯度来迫使另一种分子或离子逆着其梯度运动。
另一方面，初级主动转运蛋白使用化学能，如 ATP。协同转运蛋白的电化学梯度是由 Na+ 和 H+ 离子的移动造成的。这为另一种物质的运动提供了动力，这种物质被泵入或泵出，逆着浓度梯度运动。一个例子是葡萄糖的运动。为了使葡萄糖的转运方向与浓度梯度相反，需要钠离子。Na+ 离子通过跨膜电压梯度（从正电荷区域移动到负电荷区域）以及浓度梯度（从高浓度区域移动到低浓度区域）穿过细胞膜。然后，葡萄糖被耦合并逆着其浓度梯度移动。当 Na+ 离子（作为协同转运离子的一个例子）与耦合物质的运动方向相同，它被称为同向转运蛋白；与物质运动方向相反的运动被称为逆向转运蛋白。'
一个同向转运蛋白是一种整合膜蛋白，参与两个或多个不同分子或离子穿过磷脂膜（如细胞膜）的同一方向的运动，因此它是一种协同转运蛋白。协同转运蛋白用于细胞中葡萄糖的转运。不同器官都需要葡萄糖，但这些区域已经存在大量的葡萄糖。这阻止了葡萄糖通过被动转运进入。因此，使用 2Na+/1Glucose 同向转运蛋白来进行主动转运。转运蛋白每转运两个钠离子，就转运一个葡萄糖，并以相同的比例转运出去。什么力量驱动着物质进出细胞？如前所述，Na+ 离子的电化学梯度和浓度梯度使这一过程成为可能。
这是通过 Na+ 离子转运的自由能变化 (ΔG) 来实现的。细胞内部的 Na+ 离子浓度要么高于外部，要么低于外部。细胞的电荷要么是内部负电荷，要么是内部正电荷。Na+ 离子的流动方向要么是向内部，要么是向外部，具体取决于哪一侧的 Na+ 离子浓度更高以及每一侧的电荷。Na+ 与所有粒子一样，将从低浓度区域移动到高浓度区域。此外，Na+ 将从正电荷区域移动到负电荷区域，直到 Na+ 浓度平衡，并且电荷平衡。这是平衡电位，它可以通过能斯特方程计算。细胞对 Na+ 离子转运存在自由能变化，这将影响膜内外葡萄糖的浓度。
一个逆向转运蛋白（也称为交换蛋白或反向转运蛋白）是一种整合膜蛋白，参与两个或多个不同分子或离子（即溶质）穿过磷脂膜（如细胞膜）的相反方向的二级主动转运。
在二级主动转运中，一种溶质沿着其电化学梯度移动，使另一种溶质能够逆着其自身的电化学梯度移动。这种运动与初级主动转运形成对比，在初级主动转运中，所有溶质都逆着它们的浓度梯度移动，由 ATP 提供能量。
逆向转运蛋白在钙离子从心肌细胞中移出方面起着关键作用。对于每 3 个 Na+ 离子出膜（或入膜），1 个 Ca2+ 离子被逆向泵入（或泵出）膜。这对不同的生理功能很重要，例如心肌的舒张、不同细胞器中钙离子浓度的维持、神经分泌的控制以及其他功能。