ATPases sind eine Klasse von Enzymen, die die Zergliederung von Adenosin triphosphate (ATP) in Adenosin diphosphate (ADP) und ein freies Phosphation katalysieren. Diese dephosphorylation Reaktion veröffentlicht Energie, die das Enzym (in den meisten Fällen) anspannt, um andere chemische Reaktionen zu steuern, die nicht sonst vorkommen würden. Dieser Prozess wird in allen bekannten Formen des Lebens weit verwendet.

Einige solche Enzyme sind integrierte Membranenproteine (verankert innerhalb von biologischen Membranen), und bewegen solutes über die Membran normalerweise gegen ihren Konzentrationsanstieg. Diese werden transmembrane ATPases genannt.

Funktionen

Transmembrane ATPases importieren viele der metabolites notwendigen für Zellmetabolismus und Exporttoxine, Verschwendung und solutes, der Zellprozesse hindern kann. Ein wichtiges Beispiel ist der Natriumskalium-Ex-Wechsler (oder Na/KATPase), der das ionische Konzentrationsgleichgewicht gründet, das das Zellpotenzial aufrechterhält. Ein anderes Beispiel ist das Wasserstoffkalium ATPase (H/KATPase oder Magenprotonenpumpe), der den Inhalt des Magens ansäuert.

Außer Ex-Wechslern schließen andere Kategorien von transmembrane ATPase Co-Transportvorrichtungen und Pumpen ein (jedoch, einige Ex-Wechsler sind auch Pumpen). Einige von diesen, wie der Na/KATPase, verursachen einen Nettofluss der Anklage, aber andere tun nicht. Diese werden "electrogenic" und "nonelectrogenic" Transportvorrichtungen beziehungsweise genannt.

Mechanismus

Die Kopplung zwischen ATP Hydrolyse und Transport ist mehr oder weniger eine strenge chemische Reaktion, in der eine festgelegte Zahl von solute Molekülen für jedes ATP Molekül transportiert werden, das hydrolyzed ist; zum Beispiel, 3 Ionen von Na aus der Zelle und 2 K Ionen nach innen pro ATP hydrolyzed, für den Na/K Ex-Wechsler.

Transmembrane ATPases spannen die chemische potenzielle Energie von ATP an, weil sie mechanische Arbeit durchführen: Sie transportieren solutes in einer Richtung gegenüber ihrer thermodynamisch bevorzugten Richtung der Bewegung — d. h. von der Seite der Membran, wo sie in der niedrigen Konzentration beiseite sind, wo sie in der hohen Konzentration sind. Dieser Prozess wird als aktiver Transport betrachtet.

Zum Beispiel würde das Blockieren des blasenförmigen H-ATPAses den pH innen vesicles vergrößern und den pH des Zytoplasmas vermindern.

Transmembrane ATP synthases

Der ATP synthase mitochondria und Chloroplasten ist ein anabolisches Enzym, das die Energie eines transmembrane Protonenanstiegs als eine Energiequelle anspannt, für eine anorganische Phosphatgruppe zu einem Molekül von Adenosin diphosphate (ADP) hinzuzufügen, um ein Molekül von Adenosin triphosphate (ATP) zu bilden.

Dieses Enzym arbeitet, wenn ein Proton den Konzentrationsanstieg herunterlässt, dem Enzym eine spinnende Bewegung gebend. Diese einzigartige spinnende Bewegung Obligationen ADP und P zusammen, um ATP zu schaffen.

ATP synthase kann auch rückwärts fungieren, d. h. verwenden Sie durch die ATP Hydrolyse veröffentlichte Energie, um Protone gegen ihren thermodynamischen Anstieg zu pumpen.

Klassifikation

Es gibt verschiedene Typen von ATPases, der sich in der Funktion (ATP Synthese und/oder Hydrolyse), Struktur unterscheiden kann (F-, enthalten V- und A-ATPases Drehmotoren), und im Typ von Ionen transportieren sie.

• F-ATPases (F1FO-ATPases) in mitochondria, Chloroplasten und Bakterienplasmamembranen sind die Haupterzeuger von ATP mit dem Protonenanstieg, der durch oxidative phosphorylation (mitochondria) oder Fotosynthese (Chloroplasten) erzeugt ist.
• V-ATPases (V1VO-ATPases) werden in erster Linie in eukaryotic vacuoles gefunden, ATP Hydrolyse katalysierend, um solutes und niedrigeren pH in organelles wie Protonenpumpe von lysosome zu transportieren.
• A-ATPases (A1AO-ATPases) werden in Archaea und Funktion wie F-ATPases gefunden
• P-ATPases (E1E2-ATPases) werden in Bakterien, Fungi und in eukaryotic Plasmamembranen und organelles und Funktion gefunden, eine Vielfalt von verschiedenen Ionen über Membranen zu transportieren.
• E-ATPases sind Zelloberflächenenzyme dass hydrolyse eine Reihe von NTPs, einschließlich extracellular ATP.

P-ATPase

P-ATPases (einmal bekannt als E1-E2 ATPases) werden in Bakterien und in mehreren eukaryotic Plasmamembranen und organelles gefunden. Sein Name ist wegen der Verhaftung der kurzen Zeit von anorganischem Phosphat an den aspartate Rückständen zur Zeit der Aktivierung. P-ATPases fungieren, um eine Vielfalt von verschiedenen Zusammensetzungen, einschließlich Ionen und phospholipids über eine Membran mit der ATP Hydrolyse für die Energie zu transportieren. Es gibt viele verschiedene Klassen von P-ATPases, von denen jeder einen spezifischen Typ des Ions transportiert: H, Na, K, Mg, Ca, Ag und Ag, Zn, Co, Pb, Ni, Cd, Cu und Cu. P-ATPases kann aus einem oder zwei polypeptides zusammengesetzt werden, und kann gewöhnlich zwei wichtige conformations genannt E1 und E2 annehmen.

Menschliche Gene

(Sieh Menschen ATPase)

• Das Na/K Transportieren: ATP1A1, ATP1A2, ATP1A3, ATP1A4, ATP1B1, ATP1B2, ATP1B3, ATP1B4
• Das Transportieren von Ca: ATP2A1, ATP2A2, ATP2A3, ATP2B1, ATP2B2, ATP2B3, ATP2B4, ATP2C1
• Das Mg-Transportieren: ATP3
• Wert seiender H/K: ATP4A, ATP4B
• H das Transportieren, mitochondrial: ATP5A1, ATP5B, ATP5C1, ATP5C2, ATP5D, ATP5E, ATP5F1, ATP5G1, ATP5G2, ATP5G3, ATP5H, ATP5I, ATP5J, ATP5J2, ATP5L, ATP5L2, ATP5O, ATP5S
• H das Transportieren, lysosomal: ATP6AP1, ATP6AP2, ATP6V1A, ATP6V1B1, ATP6V1B2, ATP6V1C1, ATP6V1C2, ATP6V1D, ATP6V1E1, ATP6V1E2, ATP6V1F, ATP6V1G1, ATP6V1G2, ATP6V1G3, ATP6V1H, ATP6V0A1, ATP6V0A2, ATP6V0A4, ATP6V0B, ATP6V0C, ATP6V0D1, ATP6V0D2, ATP6V0E
• Das Transportieren von Cu: ATP7A, ATP7B
• Klasse I, Typ 8: ATP8A1, ATP8B1, ATP8B2, ATP8B3, ATP8B4
• Klasse II, Typ 9: ATP9A, ATP9B
• Klasse V, Typ 10: ATP10A, ATP10B, ATP10D
• Klasse VI, Typ 11: ATP11A, ATP11B, ATP11C
• Das H/K Transportieren, nichtgastrisch: ATP12A

• Typ 13: ATP13A1, ATP13A2, ATP13A3, ATP13A4, ATP13A5

Siehe auch

• ATP synthase
• ATP synthase Subeinheiten des Alphas/Betas
• AAA Proteine
• P-ATPase

Links

• "ATP synthase - eine herrliche molekulare Maschine"

• - Proton oder Natrium, das F- und V-Typ ATPases verlagert

• - Verschiedener conformations des P-Typs ATPase