ATP synthasis

ATP synthasis est enzymum, quod ex ADP et phosphato inorganico (P_i) energiam cellulae vel quorundam bacteriorum conservantem ATP per synthesin generat.^[1] Reactionem chemicam ita describere licet:

ADP + Pi + H+ext ⇌ ATP + H2O + H+int

Complexus enzymaticus ATP synthasis.

Quae reactio simul est gradus terminalis spirationis internae, phosphorylationis oxydativae. ATP creat eodem modo etiam in photosynthesi plantarum.

ATP synthasis ex compluribus partibus constituta est, quae partes de compluribus genis pendent. Complexus ATP synthasis intra membranam mitochondrialem internam (aut membranam cellularem bacteriorum) in ancoris stat. Item in chloroplastis plantarum membranae thylacoïdae adfixa est.

Photosystemata et ATP synthasis in membrana thylacoïda chloroplastorum: ad photosynthesim efficiendam concurrunt.

De structura

E duabus partibus, F₁ et F₀ notatis, constat ATP synthesis, hoc est e canale iontico transmembraneo et rotante (F₀), qua commeant protones secundum gradientem electrochemicum, et cum pediculo quodam coniuncto qui velut axis rotans intra globosum caput (F₁) operatur in quo capite situs catalyticus versatur ubi ATP ex ADP et P_i gignitur. Ad hanc reactionem efficiendam et rotationis motum excitandum fluxus protonum energiam necessariam praebet quae figuram situs catalytici commutat.

Caput ATP synthasis ad chloroplastorum stroma aut matricem mitochondrialem spectat. Econtra protones e lumine thylacoïdorum aut e spatio intermembranaceo mitochondrii veniunt quo antea per electronum fluxum pulsi erant.

De mechanismo catalysis

Mechanismus ATP synthasis. Unitas γ rotat ita ut invicem tres partes β sive substrata accipiant sive ATP colligent sive ATP dimittant.

Pars globosa F₁ est hexamerum e tribus dimeris α-β constans in quibus unitas β tantum catalyzandi potestatem habet. Haec pars non movetur sed unitas γ (pedunculus parti F₀ infixus) inter tria dimera rotatur. Unitatibus β tres alternantes status sunt: laxus (tum adhaerent ADP et Pi), tensus (ATP coalescit), apertus (ATP liberatur et abit). Illi tres status simul per unitatis γ rotationem commutantur, alius in alio dimero. Circuitus per tres stationes angulum 120° inter se praebentes circumitur, ita ut post tres rotationis motus cyclus redintegretur. Ratio unius moleculae ATP pro ferme ternis aut quaternis protonibus transeuntibus computata est. Per secundum usque ad centenas moleculas ATP produci possunt. In summa hoc enzymum energiam mechanicam vel cineticam in energiam chemicam transformat^[2].

Physiologia

ATP synthasis F₁F₀ est machinamentum motorium minimum, rotator nonnumquam appellatum. Rotationibus dextrorsum functio est ATP synthasis, at si contrarie sinistrorsum agit ATPasis et antlia H^+[3]. Etenim ATP formatio est reactio valde endergonica (+30,5kJ.mol)^-1: itaque sine protonum energia et a parte F0 separata pars F1 ATP non fabricatur sed econtra id hydrolyzat.

Nexus interni

• ATPasis
• Spiratio