ATP sentaz

ATP sentaz ATP sentezini katalize eder. Hidrofobik ve hidrofilik bileşenlerden oluşan bir komplekstir.

ATP Sentaz nedir?

ATP sentaz, hem bir proton pompası hem de ATP'nin sentezi için bir enzim görevi gören bir transmembran proteindir. Bir proton pompası olarak, enerji üretmek için ATP'yi kullanırken, ATP'yi oluşturmak için enerji kullanır.

Enzim, iki kompleks oluşturmak için bir araya gelen 8 ila 20 alt birimden oluşur. Bir kompleks suda çözünmez ve zarın içinde yer alır. Bu kompleks, ATP tüketirken protonları daha yüksek enerji seviyelerine taşır. Membranın iç kenarındaki enzimin suda çözünür kısmı, proton gradyanı kullanılarak ADP'den ATP sentezini katalize eder. Suda çözünmeyen kısma kompleks Fo, suda çözünen kısım ise kompleks F1 olarak adlandırılır.

Ad, iki alt birimi nedeniyle ATP sentazı için de kullanılır. FoF1-ATPaz Uygulama. ATP'yi sentezleyen başka hiçbir enzim henüz tanınmamıştır. Bunun için birçok sözde ATPas var, ancak hepsi sadece ATP kullanıyor. ATP sentaz, ATP'yi hem tüketebilen hem de sentezleyebilen tek enzimdir.

İşlev ve görev

ATP sentaz, enerji metabolizmasında önemli bir rol oynar. Enerji tüketen tüm metabolik süreçler, ATP'nin enerji depolama işlevine bağlıdır. Çok sayıda metabolik süreç nedeniyle, insan vücudunda her gün 80 kilogram ATP sentezlenir ve hemen tekrar parçalanır.

ATP, enerjiyi emerken bir fosfat kalıntısının birikmesi yoluyla ADP'den oluşur. Bu, fosfat kalıntısını serbest bırakarak enerjisini hızla serbest bırakmak isteyen voltaj yüklü bir molekül yaratır. Bununla birlikte, ATP tarafından ara enerji depolanması olmasaydı, metabolik süreçler artık gerçekleşmezdi.

ATP, evrensel olarak canlı organizmalarda mevcuttur. Bu bitkiler, mantarlar ve bakterilerin yanı sıra insanlar ve hayvanlar için de geçerlidir. Bununla birlikte, tüm organizmalarda ATP sentazı ayrıca ATP oluşumunu da sağlar. Uzun bir süre enerji transferinin mekanizması net değildi. Bilim adamlarının çoğu, enerjinin yüksek enerjili ara bileşiklerden geldiğini ve ATP'ye aktarıldığını varsaydı. İngiliz kimyager Peter D. Mitchell, ancak ATP'nin enerjisini proton gradyanından (PH gradyanı) aldığını ve bu nedenle ATP sentazının önemli bir rol oynadığını öne süren ilk kişi oldu. Bu tez daha sonra onaylandı.

Araştırmacıların bulgularına göre, ATP sentezi enzimin suda çözünür kısmında gerçekleşir. Bir proton, zar içindeki enzimin suda çözünmeyen kısmında bölünürse, iyonik bir etkileşim, bölünme sırasında oluşan negatif yükü stabilize edebilir. Bunu yapmak için molekülün biraz bükülmesi ve gerilim oluşturması gerekir. ATP sentaz artık enerji depolamıştır. Negatif yük protonlandığında, molekül gerilmiş bir yay gibi geri çekilir ve dönme hareketini enzimin suda çözünür dış kısmına aktarır. Orada enerji transferi, ADP'den bir fosfat kalıntısının emilmesi yoluyla gerçekleşir, burada ATP oluşturulur. ATP ise yüksek mekanik gerilime sahip enerji açısından zengin bir moleküldür ve bir fosfat kalıntısı bırakarak enerjisini tekrar serbest bırakır.

ATP sentaz, solunum zincirinin doğal bir parçasıdır ve büyük ölçüde mitokondride meydana gelir. ATP sentaz ile tek ATP oluşturan enzim keşfedildi. ATP olmadan, organizmadaki tüm enerjik süreçler durma noktasına gelirdi. ATP sentazının keşfedilmesiyle, NADH oksidasyonu ve ATP sentezi arasındaki yanlış anlaşılan bağlantı nihayet açıklığa kavuştu.

İlaçlarınızı burada bulabilirsiniz

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

ATP sentaz ile bağlantılı olarak, kendilerini esas olarak solunum zincirinde bozukluklar olarak gösteren hastalıklar da ortaya çıkabilir. Organizmada enerji üretimi mitokondride gerçekleşir. Burada, yağ asitleri veya glikoz gibi yüksek enerji içeriğine sahip bileşikler, sitrik asit döngüsü yoluyla sürekli olarak parçalanır. Varoluşsal olarak önemli bir kısa vadeli enerji deposu olarak, ATP sürekli olarak oluşturulmalıdır.

ATP sentezi bozulursa, yeterli enerji serbest bırakılamaz. Aşırı zayıflık ve yorgunluk gibi belirtiler ortaya çıkar. Kaslar ve sinir sistemi her zaman etkilenir. Enerjik süreçler mitokondride gerçekleştiğinden, bu hastalıklar mitokondriopatiler olarak da bilinir.

Mitokondrinin arızalanması veya hasar görmesi bu bozuklukların karakteristiğidir. Bununla birlikte, mitokondriyal hastalıkların nedenleri çeşitlidir. Hastalığın kalıtsal ve edinilmiş formları vardır. Kalıtsal mitokondriopatilerde, solunum zincirinde enzimlerin mutasyonları mevcuttur. Kalıtsal bir bozukluk durumunda, hem mitokondriyal DNA hem de hücre çekirdeğinden gelen DNA mutasyonlarla değiştirilebilir. Elbette solunum zincirindeki pek çok enzim arasında ATP sentazı da bir mutasyona maruz kalabilir.

Enzim tamamen başarısız olursa, organizma yaşayamazdı. Sınırlı işlevi ile büyük mitokondriyal hastalıklar grubunda sınıflandırılabilir. Mitokondriyal hastalığın farklı biçimleri, farklı semptom modellerine yol açar. Bununla birlikte, hepsinin ortak nöromüsküler bozuklukları vardır. Bu, sinir sisteminin ve kasların her zaman düşük enerji kaynağından etkilendiği anlamına gelir. Kardiyovasküler sistem ve böbrekler sıklıkla bozulur.

Enerji arzı kesintiye uğradığından çoğu hastalık hızla ilerler. Ancak bu genetik bir hastalık olduğu için nedensel tedavi yoktur. Karbonhidrat ve yağ şeklinde enerji arzını arttırmak ve enerji tüketimini sınırlamak önemlidir.