H+-ATP-áz: nanogép
1997. Nobel-díj +, K+ ATP-áz felfedezéséért és a Na az ATP képződés mechanizmusának feltárásáért
A fotoszintézis fény és sötét szakasza
Fotoszintetikus elektrontranszport-lánc zöld növényekben
Az elektrontranszport-lánc legfontosabb tulajdonságai n n Az elektron spontán a negatívabb a redoxpotenciálú helytől a pozitívabb felé halad, miközben az energiája csökken. Két fényreakció gondoskodik az elektron energiájának növeléséről (fénygerjesztés) a második (PS II, 680 nm) és az első (PS I, 700 nm) fotokémiai rendszerekben. Az elektron útja a víztől (H 2 O) a NADP+-ig vezet. Az elnyelt fényenergia részlegesen és időlegesen (foto)szintetizált kémiai anyagok (ATP és NADPH) formáiban tárolódik.
Az elektrontranszport nyitott (aciklikus) és zárt (ciklikus) formái
Az elektrontranszport két formája n n n A nyitott (nem ciklikus) elektrontranszport a víztől a NADP+-ig halad (Z-séma). Mind a PS I, mind a PS II körül kialakulhat ciklikus elektrontranszfer (szaggatott nyíl). A PS I-ben a ferredoxin (Fd) a citokróm b 6/f komplexnek adja át az elektront, míg a PS II-ben az elektron a kinon (Q) akceptor-komplexről vagy közvetlenül a P 680+-ra vagy a P 680+-t redukáló ágensre kerül. Az egy fotokémiai rendszerrel rendelkező fotoszintetikus bíborbaktériumokban lejátszódó elektrontranszfer folyamatok a PS II körül kialakult ciklikus elektrontranszer modelljének tekinthetők. A fény a ciklikus folyamatban a PS I vagy a PS II egyedüli részvételével körbe hajtja az elektronokat, és így hoz létre H+ koncentráció-különbséget a sztróma és a luminális tér között. Az így kialakuló protonmotoros erő ATP szintézisre használódik fel.
A ciklikus fotofoszforiláció n Az ubikinontól az elektron a citokróm bc 1 komplexnek adódik át. A citokróm bc 1 komplex redukciójához (elektron felvételéhez) H+ megkötése társul, ami azzal jár, hogy (az elektron szállítása közben) protont pumpál ki a sejtből. A folyamat láthatóan ciklikusmert az , elektron az elektrontranszportláncon “körbejárva” végül visszatér a klorofillhoz. Mivel az ATPszintáz működéséhez szükséges protonokat a fényenergia ciklikus elektrontranszport során pumpálja ki, ezért ezt a folyamatot ciklikus fotofoszforiláció nevezzük. nak
Az elektron útja
Kemiozmotikus hipotézis n n Peter Mitchell 1963; Nobel díj 1978 Kapcsolódás a H+ elektrokémiai potenciálgradiens és a sejt munkavégzése között szelektíven permeábilis membránon keresztül: n μH = p elektrokémiai proton H+ gradiens mozgatóerő n n = Ψ – 2. 3 RT p. H /F membrán potenciál p. H gradiens p = Ψ – 59 p. H (m. V) ATP szintáz (F 0 -F 1 típusú ATPáz) – fotofoszforiláció
Az ATP-szintáz n n Az ATP-képződés az F 1 rész béta alegységén történik, amelyen belül a gamma alegység körkörös elfordulást végez. A gamma alegység körforgása változtatja meg a béta alegységek kötőképességét, amely ATP-képződéshez vezet.
Az ATP-szintáz
Az ATP-szintáz, F 1 alegység
Az ATP-szintáz, F 1 alegység
Az ATP-szintáz
Az ATP-szintáz (AFM)
Valódi forgó mechanizmus Japán kutatók aktin szálakat kapcsoltak a gamma alegységhez, a béta alegységet pedig rögzítették, az ATP bontásához, ill. képződéséhez kapcsolva mikroszkóppal is láthatóvá vált az aktinszálak gyors körbeforgása.
Működéséhez konformációváltozás kell
Hasonló folyamat a mitokondriumban n n A két folyamat a mitokondriumban és a kloroplasztiszban hasonló módon játszódik le. Mindkét esetben az ATP szintézis egy protontranszlokáló enzim, az ATP szintáz, segítségével megy végbe. A protonáramlás a magasabb, lúgosabb p. H felé tart Az ATP a mitokondriumi matrixban illetve a kloroplasztiszbeli sztrómában keletkezik.
Az elektontranszportlánc és a foszforiláció A két folyamat között olyan szoros a kapcsolat, hogy ATP-képződés nélkül az elektrontanszportlánc leáll és fordítva. n Szétkapcsoló anyagok megszüntetik ezt a szoros kapcsolatot. n Ilyen szétkapcsoló anyagok a következők: CCCP, valinomicin, gramicidin D, DCPIP stb. n
Összefoglalás
Скачать презентацию H -ATP-áz nanogép 1997 Nobel-díj K ATP-áz
105be4fdbe3311ff2c7680c53b9a86ce.ppt