Protonová ATPáza - Proton ATPase

V oblasti enzymologie, a protonová ATPáza je enzym že katalyzuje následující chemická reakce:

ATP + H
2Ó + H+
v ADP + fosfát + H+
ven

3 substráty tohoto enzymu jsou ATP, H
2Ó, a H+
, zatímco jeho 3 produkty jsou ADP, fosfát, a H+
.

Protonové ATPázy jsou rozděleny do tří skupin[1] jak je uvedeno níže:

Protonová ATPáza typu P.

ATPázy typu P. tvoří kovalentní fosforylovaný (odtud symbol ‚P ') meziprodukt jako součást svého reakčního cyklu. ATPázy typu P procházejí během katalytického cyklu velkými konformačními změnami. ATPázy typu P nejsou evoluční ve vztahu k ATPázám typu V a F.[1]

Plazmatická membrána H+-ATPase

Hlavní článek: Plazmatická membrána H + -ATPáza

Protonová ATPáza typu P.[2][3][4][5] (nebo plazmatická membrána H+
-ATPase ) se nachází v plazmatických membránách eubakterií, archaeí, prvoků, hub a rostlin. Zde slouží jako funkční ekvivalent k Na+/ K.+ ATPáza živočišných buněk; tj. energizuje plazmatickou membránu tvorbou elektrochemického gradientu protonů (Na+ v živočišných buňkách), což zase řídí sekundární aktivní transportní procesy přes membránu. Plazmatická membrána H+-ATPase je P3A ATPáza s jediným polypeptidem 70-100 kDa.

Žaludeční H+/ K.+ ATPáza

Hlavní článek: ATPáza vodíku draselného

Zvířata mají žaludek vodíková draselná ATPáza nebo H+/ K.+ ATPáza, která patří do rodiny ATPáz typu P a funguje jako elektroneutrální protonová pumpa. Tato pumpa se nachází v plazmatické membráně buněk v žaludeční sliznice a funguje na okyselení žaludku.[6] Tento enzym je a P2C ATPáza, vyznačující se tím, že má podpůrnou beta podjednotku, a úzce souvisí s Na+/ K.+ ATPáza.

Protonová ATPáza typu V.

Hlavní článek: V-ATPáza

Protonová ATPáza typu V.[7][8][9] (nebo V-ATPáza ) translokují protony do intracelulárních organel jiných než mitochondrie a chloroplasty, ale v některých typech buněk se také nacházejí v plazmatické membráně. ATPázy typu V okyselují lumen vakuoly (odtud symbol „V“) hub a rostlin a ten lysozomu ve zvířecích buňkách. Dále se nacházejí v endosomech, váčcích potažených klatrinem, granulích pro ukládání hormonů, sekrečních granulích, Golgiho váčcích a v plazmatické membráně různých živočišných buněk. Stejně jako ATPázy typu F se ATPázy typu V skládají z více podjednotek a provádějí rotační katalýzu.[10] Reakční cyklus zahrnuje pevné navázání ATP, ale probíhá bez tvorby kovalentního fosforylovaného meziproduktu. ATPázy typu V jsou evoluční ve vztahu k ATPázám typu F.[11]

Protonová ATPáza typu F

Hlavní článek: F-ATPáza

Protonová ATPáza typu F[12][13] (nebo F-ATPáza ) typicky funguje jako ATP syntáza, která spíše než generuje jeden, rozptyluje protonový gradient; tj. protony proudí v opačném směru ve srovnání s ATPázami typu V. U eubakterií se ATPázy typu F nacházejí v plazmatických membránách. U eukaryot se nacházejí v mitochondriálních vnitřních membránách a v chloroplastových tylakoidních membránách. Stejně jako ATPázy typu V, i ATPázy typu F jsou složeny z více podjednotek a provádějí rotační katalýzu. Reakční cyklus zahrnuje pevné navázání ATP, ale probíhá bez tvorby kovalentního fosforylovaného meziproduktu. ATPázy typu F jsou evoluční ve vztahu k ATPázám typu V.[11]

Reference

  1. ^ A b Pedersen PL, Carafoli E (1987). "Iontový motiv ATPázy. I. Všudypřítomnost, vlastnosti a význam pro funkci buněk". Trendy v biochemických vědách. 12: 146–50. doi:10.1016/0968-0004(87)90071-5.
  2. ^ Goffeau A, Slayman CW (prosinec 1981). "Proton-translokační ATPáza z fungální plazmatické membrány". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Recenze na bioenergetiku. 639 (3–4): 197–223. doi:10.1016/0304-4173(81)90010-0. PMID  6461354.
  3. ^ Morsomme P, Slayman CW, Goffeau A (listopad 2000). "Mutagenní studie struktury, funkce a biogeneze kvasinkové plazmatické membrány H (+) - ATPázy". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Recenze na biomembrány. 1469 (3): 133–57. doi:10.1016 / S0304-4157 (00) 00015-0. PMID  11063881.
  4. ^ Palmgren MG (červen 2001). „ROSTLINNÁ PLAZMA MEMBRÁNY H + -ATPázy: elektrárny pro příjem živin“. Roční přehled fyziologie rostlin a molekulární biologie rostlin. 52: 817–845. doi:10.1146 / annurev.arplant. 52.1.817. PMID  11337417.
  5. ^ Morth JP, Pedersen BP, Buch-Pedersen MJ, Andersen JP, Vilsen B, Palmgren MG, Nissen P (leden 2011). "Strukturální přehled iontových pump Na +, K + -ATPázy a H + -ATPázy v plazmové membráně". Recenze přírody. Molekulární buněčná biologie. 12 (1): 60–70. doi:10.1038 / nrm3031. PMID  21179061.
  6. ^ Sachs G, Shin JM, Briving C, Wallmark B, Hersey S (1995). „Farmakologie pumpy žaludeční kyseliny: H +, K + ATPáza“. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 35: 277–305. doi:10.1146 / annurev.pa.35.040195.001425. PMID  7598495.
  7. ^ Beyenbach KW, Wieczorek H (únor 2006). „H-ATPáza typu V: molekulární struktura a funkce, fyziologické role a regulace“. The Journal of Experimental Biology. 209 (Pt 4): 577–89. doi:10.1242 / jeb.02014. PMID  16449553.
  8. ^ Nelson N (listopad 1992). „Vakuolární H (+) - ATPáza - jedna z nejzákladnějších iontových pump v přírodě“. The Journal of Experimental Biology. 172: 19–27. PMID  1337091.
  9. ^ Marshansky V, Rubinstein JL, Grüber G (červen 2014). „Eukaryotická V-ATPáza: nové strukturální nálezy a funkční poznatky“. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - bioenergetika. 1837 (6): 857–79. doi:10.1016 / j.bbabio.2014.01.018. PMID  24508215.
  10. ^ Stewart AG, Laming EM, Sobti M, Stock D (duben 2014). "Rotační ATPázy - dynamické molekulární stroje". Aktuální názor na strukturní biologii. 25: 40–8. doi:10.1016 / j.sbi.2013.11.013. PMID  24878343.
  11. ^ A b Mulkidjanian AY, Makarova KS, Galperin MY, Koonin EV (listopad 2007). "Vynález dynamo stroje: vývoj ATPáz typu F a typu V". Recenze přírody. Mikrobiologie. 5 (11): 892–9. doi:10.1038 / nrmicro1767. PMID  17938630.
  12. ^ Boyer PD (1997). "ATP syntáza - nádherný molekulární stroj". Roční přehled biochemie. 66: 717–49. doi:10,1146 / annurev.biochem. 66.1.717. PMID  9242922.
  13. ^ Junge W, Nelson N (2015). Msgstr "ATP syntáza". Roční přehled biochemie. 84: 631–57. doi:10.1146 / annurev-biochem-060614-034124. PMID  25839341.