АТФ-синтаза
-
Структура и функции АТФ-синтазы
- АТФ-синтаза катализирует образование АТФ из АДФ и фосфата.
- Фермент расположен в клеточной мембране и образует отверстие для протонов.
- В прокариотах АТФ-синтаза расположена в плазматической мембране, в эукариотах — в митохондриальной мембране.
-
Структура и функции F-АТФазы
- F-АТФаза состоит из двух субъединиц: FO и F1.
- FO вызывает вращение F1 и состоит из гидрофобных областей.
- F1 гидролизует АТФ и состоит из гидрофильных субъединиц.
-
Модель привязки и механизм синтеза АТФ
- Пол Бойер разработал теорию изменения связывания.
- Джон Э. Уокер кристаллизовал каталитический домен F1.
- Современная модель синтеза АТФ основана на трансмембранном потенциале.
-
Физиологическая роль и эволюция
- АТФ-синтаза обратима и используется для создания протонного градиента.
- Эволюция АТФ-синтазы была модульной, с ассоциацией двух субъединиц.
- F-АТФаза демонстрирует сходство с V-АТФазой и ДНК-геликазами.
-
Теория модульной эволюции АТФ-синтазы
- Две субъединицы: ДНК-геликаза и Н+-мотор
- Вращение двигателя приводит к обратному изменению атфазной активности геликазы
- Комплекс эволюционировал в современные сложные АТФ-синтазы
-
Альтернативная теория
- Комплекс ДНК-геликаза/Н+-моторный комплекс обладал Н+-насосной активностью
- Атфазная активность геликазы приводила в действие Н+-мотор в обратном направлении
- Комплекс эволюционировал для осуществления обратной реакции и действия как АТФ-синтаза
-
Ингибиторы АТФ-синтазы
- Множество природных и синтетических ингибиторов
- Используются для изучения структуры и механизма работы АТФ-синтазы
- Некоторые ингибиторы могут иметь терапевтическое значение
-
АТФ-синтаза в разных организмах
- Бактерия: АТФ-синтаза coli состоит из 8 субъединиц
- Дрожжи: АТФ-синтаза имеет пять субъединиц F1 и восемь субъединиц FO
- Растение: АТФ-синтаза присутствует в хлоропластах, генерирует движущую силу протонов фотосинтетическими белками
- Млекопитающее: АТФ-синтаза из митохондрий сердца крупного рогатого скота наиболее изучена
- Другие эукариоты: АТФ-синтаза эвгленозоидов имеет уникальные субъединицы и кардиолипин
- Архей: синтезируют АТФ с помощью A-АТФазы/синтазы, структурно схожей с V-АТФазой
-
Эволюция и связь с геномом
- Связь с геномом F-АТФазы и порядок расположения генов существовали до LUCA
- Белок ATP10 необходим для сборки сектора FO митохондриального атфазного комплекса