ATPáza

ATPázy membrány jsou skupinou enzymů, týkajících se energetického metabolismu, které hydrolyzují nebo syntetizovat molekuly z adenosintrifosfátu (ATP), zatímco pro transport iontů z jedné strany na druhou membrány . Existuje několik tříd podle toho, zda syntetizují nebo hydrolyzují ATP, v závislosti na typu iontu, který transportují ...
Jejich centrální zapojení do přenosů energie v buňce z nich dělá všudypřítomnou třídu bílkovin. ATPázy typu F a P jsou přítomny jak v eukaryotech, tak v prokaryotech , ATPázy typu V pouze v eukaryotech.

Bioenergetika

• Syntéza ATP z ADP a anorganického fosfátu vyžaduje chemickou energii . Tato energie je dodávána difúzí přes enzymatický komplex určitých ATPáz iontů (protonů) podle elektrochemického potenciálu membrány vytvořené jinde elektronovým transportním řetězcem . Takto vyrobené ATP jsou nejběžnějším zdrojem energie v cytoplazmě. Jeho hydrolýza, exotermická reakce, je spojena s endotermickými chemickými reakcemi, které by jinak neproběhly.

• ATPázy, které hydrolyzují ATP, používají svou energii k transportu iontů proti jejich koncentračnímu gradientu:

⇌{\ displaystyle \ rightleftharpoons}

ATPáza typu F nebo F1-F0 ATP-syntáza

Tyto enzymy, umístěné v pedunkulované sféře , se aktivují během průchodu protonů (H +) z mezimembránového prostoru do matrice (to vše se nachází v mitochondriích nebo v chloroplastech , organelách produkujících energii).

ATP syntázy z mitochondrií a chloroplastů je enzym, anabolický , který využívá energii transmembránového gradientu protonů jako zdroj energie pro přidání skupiny anorganického fosfátu na molekulu adenosin difosfát (ADP) za vzniku molekuly adenosin trifosfátu (ATP).

ATPáza typu P.

ATPázy typu P ( P ' pro fosforylaci ) se podílejí na udržování elektrochemického membránového potenciálu transportem iontů proti jejich potenciálním gradientům během cyklu, kdy je ATP hydrolyzován (podrobnosti cyklu viz článek sodíko-draselné čerpadlo ). Nazývají se také iontová čerpadla (viz článek membránový transportér ). ATPázy typu P lze rozlišit podle toho, zda transportují jeden nebo dva iontové druhy:

Uniport ATPase typu P

Typu P ATPázy Uniport jsou vodivé pro jeden iont v jednom směru.

• The Ca 2+ -ATPases

například transportovat vápník z cytoplazmy, a to buď do extracelulárního média, nebo do specializovaných hladkých endoplazmatických retikul zvaných kalciosomy . Zajišťují nízkou koncentraci intracelulárního vápníku ([Ca 2+ ] i ). Jakékoli uvolňování vápníku je ve skutečnosti buněčný signál sám o sobě, schopný spustit řetězce metabolických reakcí. [Ca 2+ ] i je druhý posel .

• V bakteriích (zejména Escherichia coli ) existuje také K + -ATPáza, která pumpuje draslík do buňky.

Antiport ATPázy typu P

Typu P ATPázy antiport vedení v opačných směrech, dvě iontové druhy, vždy proti své příslušné koncentračnímu gradientu.

• Sodno-draselný čerpadla

• Proton-draselné pumpy

Za určitých experimentálních podmínek se z Ca 2+ -ATPáz mohou stát ATP-syntetázy, což podporuje význam spojování všech ATPáz do stejné rodiny enzymů.

Typ V ATPáza

Vytvářejí protonový gradient hydrolyzací ATP. Jsou přítomny jen v eukaryotech, v membráně vesikul z exocytosis a endocytózou , v tom, že z lysosomů , endosomech a váčků z přístroje Golgi . Oni jsou také nalezené v membránách vakuolou ze závodu a kvasinek . V této organele udržují kyselé pH. Jedná se o proteinové komplexy 12 až 14 podjednotek: komplex V0 tvoří kanál; komplex V1 katalyzuje hydrolýzu ATP na ADP a anorganický fosfát. Existuje strukturální homologie s ATPázami typu F.

Poznámky a odkazy

1. (in) Bjørn P. Pedersen, Morten J. Buch-Pedersen, J. Preben Morth, Michael G. Palmgren a Poul Nissen , „  Krystalová struktura protonové pumpy plazmatické membrány  “ , Nature , sv.  450, 13. prosince 2013, str.  1111-1114 ( číst online ) DOI : 10.1038 / nature06417

Podívejte se také

• Sodno-draselné čerpadlo
• Vápníkové čerpadlo

Externí odkaz

• ATP syntáza - skvělý molekulární stroj