ATP syntáza

ATP syntáza je zložitý transmembránový bielkovinový komplex, schopný syntézy ATP. Eukaryoty ho majú umiestnený na vnútornej membráne mitochondrií, ale je prítomný aj vo vnútornej membráne chloroplastov. U baktérií je umiestnený na plazmatickej membráne (u gramnegatívnych baktérií aj na vnútornej).^[1]

Štruktúra

ATP syntáza je proteín zložený z niekoľkých podjednotiek. Veľká hlava umiestnená v matrixe mitochondrie sa nazýva F₁ časť a je pripevnená na podlhovastej dutej podjednotke, ktorá sa nazýva aj F₀. Obe tieto časti sú zložené z niekoľkých podjednotiek. Rotor (časť F₀) je tvorený 14 podjednotkami (tie sú nazývané „c“), hlava statora (časť F₁) obsahuje šesť podjednotiek (tri α a tri β).^[2]

Mechanizmus

Syntéze ATP predchádza transport protónov a vodíkových katiónov cez membránu (vďaka procesom prebiehajúcim v dýchacom reťazci bunkového dýchania), čím vzniká medzi oboma stranami membrány silný protónový gradient. Vodíkové katióny majú preto tendenciu vracať sa späť cez membránu, aby tak vyrovnali tento gradient.

Tieto vodíkové katióny však nemôžu naspäť prechádzať ľubovoľne; jediným miestom sú práve kanáliky ATP syntázy.^[3] Vodíkové katióny teda u eukaryotických organizmov prechádzajú v mitochondriách vnútrom ATP syntázy z medzimembránového priestoru do matrixu, v chloroplastoch z lumenov tylakoidov do strómy. U baktérií z vonkajšej strany plazmatickej membrány naspäť do vnútra buniek.

Práve prúd vodíkových katiónov cez kanálik ATP syntázy umožňuje výrobu ATP, teda tzv. chemiosmózu. Platí, že jedna molekula ATP vzniká pri prechode troch atómov vodíka cez molekulu ATP syntázy.^[4] ATP syntáza v podstate katalyzuje túto reakciu:

ADP + P_i → ATP

Pri prechode rotorom spôsobia vodíkové katióny jeho roztočenie (preto sa niekedy ATP syntáza prezýva „molekulárny mlynček“). Stopka sa otáča so statorom a tá spôsobuje zmeny konformácie (priestorového usporiadania) statora ATP syntázy.

Referencie

Externé odkazy

Chemický portál

• Animácia pohybu ATP syntázy