Πώς εμπλέκεται η συνθετάση ΑΤΡ στην παραγωγή ενέργειας το κελί;

Η συνθετάση ΑΤΡ είναι ένα κρίσιμο ένζυμο που εμπλέκεται στην παραγωγή του ΑΤΡ, του αρχικού ενεργειακού νομίσματος των κυττάρων. Δείτε πώς παίζει ένα ρόλο:

1. Η δύναμη κίνητρο πρωτονίων:

* Η συνθετάση ΑΤΡ κάθεται μέσα στην εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη σε ευκαρυωτικά κύτταρα (ή στην κυτταρική μεμβράνη σε προκαρυωτικά).

* Αυτή η μεμβράνη διαχωρίζει δύο διαμερίσματα:η μιτοχονδριακή μήτρα (ή το κυτταρόπλασμα σε προκαρυώτες) και ο διαμεμβρανικός χώρος (ή ο περιπλασμούμενος σε προκαρυωτικά).

* Κατά τη διάρκεια της κυτταρικής αναπνοής (ή της φωτοσύνθεσης στα φυτά), μια βαθμίδα πρωτονίων ιδρύθηκε σε αυτή τη μεμβράνη. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει υψηλότερη συγκέντρωση πρωτονίων (Η+) στον διαμεμβρανικό χώρο σε σύγκριση με τη μήτρα. Αυτή η διαφορά στη συγκέντρωση ονομάζεται Force Proton Motive .

2. Ο περιστροφικός κινητήρας:

* Η συνθετάση ATP δρα σαν περιστροφικός κινητήρας, χρησιμοποιώντας τη δύναμη κίνητρο πρωτονίων για να παράγει ATP.

* Τα πρωτόνια ρέουν κάτω από τη βαθμίδα συγκέντρωσής τους, περνώντας από ένα κανάλι σε συνθετάση ΑΤΡ που ονομάζεται μονάδα f0 . Αυτή η ροή προκαλεί περιστρεφόμενο συστατικό (μονάδα F1) μέσα στο ένζυμο.

* Η περιστροφή της μονάδας F1 οδηγεί τη σύνθεση του ΑΤΡ από ADP και ανόργανο φωσφορικό (PI).

3. Η παραγωγή ATP:

* Η μονάδα F1 διαθέτει θέσεις δέσμευσης για ADP και PI.

* Καθώς η μονάδα F1 περιστρέφεται, φέρνει μαζί αυτά τα μόρια, διευκολύνοντας το σχηματισμό του ΑΤΡ.

* Αυτή η διαδικασία είναι εξαιρετικά αποτελεσματική, με ένα μόνο πρωτόνιο να αντλείται περίπου τρία μόρια ΑΤΡ.

Στην ουσία, η συνθετάση ΑΤΡ δρα ως μοριακή μηχανή που αξιοποιεί την ενέργεια που αποθηκεύεται στην κλίση πρωτονίων για να δημιουργήσει ATP. Αυτή η διαδικασία είναι ζωτικής σημασίας για την τροφοδοσία κυτταρικών λειτουργιών όπως η πρωτεϊνική σύνθεση, η συστολή των μυών και η ενεργή μεταφορά.