آنزیم ATP Synthase
در عمل در این آنزیم،
واحدهای گاما و اپسیلون در حال چرخش
و یک رینگ C هم در غشا هست.
کمپلس F1 در بیرون غشا قرار دارد و ترکیب F0 در درون غشا فرو رفته است و یک ساقه هم هست که شامل واحدهای دلتا و بی است. واحدهای آلفا صورتی کمرنگ و واحد بتا قرمز است.
زیرواحد بی، هگزامر را تثبیت میکند. این یعنی هگزامر میتواند بچرخد. اکنون به ساختارهای شناخته شده و تغییرات ساختاری- که رخ می دهد- میپردازیم: در فیلم، زیرواحد بتا مانند یک نوار دیده میشود. ADP و فسفات غیر آلی به منطقه ی فعال، نفوذ میکند و ATP آزاد میشود. و همزمان تغییرات ساختاری در زیرواحد بتا رخ می دهد.
اگر در بخش فعال، تمرکز کنیم میتوانیم ساختار مولکولی واحد و واکنش شیمیایی را ببینیم.
در اینجا ADPبا دو فسفات آن هست. اینها با شبکه ای از اتصالات هیدروژن در محل خود ثابت میشوند که با واسطه ی اسید آمینه هایی در ساختار چین خورده ی زیر واحد بتا است. اتصالات هیدروژن، پایه و قند- در درجه ی اول پایه- را پایدار میکند.
یک یون منیزیوم هم هست که نقشی حیاتی بازی میکند؛ نه فقط پایدار میکند بلکه شارژ فسفات ها را هم خنثی میکند. تغییرات ساختاری را که رخ میدهد میتوان مشاهده کرد.
وقتی فسفات غیر آلی وارد میشود پیشرفتی از وضعیت انتقال مسطح، رخ می دهد. سنتز باند فسفودی استراز کاتالیز میشود و زیرواحد تبدیل به صورت بندی ای باز میشود.(فروکافت یا کاتالیز (به انگلیسی: Catalysis)، تغییر در سینتیک یک واکنش شیمیایی با بهرهجویی از یک کاتالیزگر است. بیشتر هدف از کاتالیز، تهییج مرحلهٔ آغازین واکنش است؛ به عبارت دیگر، کاتالیزگر نقش یک آغازگر را بازی مینماید.)
روی این بازآوری زیرواحد بتا، ATP از محل فعال، بیرون انداخته میشود. آنزیم بعدا سنتز ATP دیگری را بازآوری و بازشروع میکند.
این خلاصه ی رخدادهای محل فعال پمپ است. همچنین روشی که حلقه ی C میچرخد حیرت آور است. میتوانیم چرخ آب را به آن، تشبیه کنیم ما ساده میتوانیم این ایده را بگیریم که چگونه چرخ آب میچرخد. این چرخ با جریان آب میچرخد و اجازه میدهد باله های چوبی، در جهت مشخصی حرکت کند اگر آب در جهت مخالف حرکت کند تو حرکت چرخ آب را در جهت مخالف می بینی.
در اینجا ما حلقه ی Cو زیرواحد a را میبینیم ما ساختار کامل این زیرواحد را نمی شناسیم. ولی کانال های دسترسی به پروتون وجود دارد.( پروتون ذرهای زیراتمی است که جرمش ۱۸۳۷ برابر جرم الکترون و اندکی کمتر از جرم نوترون است. به پروتون و نوترون که هر کدام جرمی حدود یک یکای جرم اتمی دارند نوکلئون هم میگویند) این، روی زیرواحد a است که در طول غشا قرار میگیرد. یک کانال خروجی برای پروتون در سطح ماتریسی غشا وجود دارد.
در این کارتون، تو می بینی پروتون ها از سطح بین حلقه ی Cو زیرواحد a به خارج می روند.
ولی چه چیزی جهت خاص چرخش را مشخص میکند؟
برای نمونه ما جهت چرخش را بر خلاف جهت چرخش ساعت می دانیم.
چه چیزی باعث این چرخش میشود؟
در هر زیرواحد c در حلقه c، منطقه ای برای اتصال پروتون وجود دارد. به غلظت بالای پروتون در سمت بین غشایی دقت شود. و جهت جریان آن به سمت دارای غلظت کمتر در سطح ماتریسی است. پروتون ها از سمت دارای غلظت بیشتر در سطح بین غشایی به سمت سطح ماتریسی با غلظت کمتر جریان می یابد.
ولی چگونه پروتون ها میتواند در جهت دیگر هم حرکت کند؟
این مانند چرخ آب است. حلقه c باید بتواند در هر دو جهت بچرخد. دو علت برای این حرکت تک جهتی وجود دارد. شاخه های جانبی آمینواسید و زیرواحد های سی، پروتون های متصل را دفع میکند.
هروقت بار پروتون در سطح بین غشایی بیشتر باشد حلقه c نمیتواند در جهت مخالف بچرخد زیرا از نظر انرژی سودمند نیست.
چرخش برخلاف جهت عقربه های ساعت از سوی دیگر از نظر انرژی سودمند است زیرا واکنش های پرتابی وجود ندارد.
به یاد داشته باش شیب غلظتی به گونه ای است که به نفع اتصال پروتون ها در سطح بین غشایی و ترشح پروتون ها در سطح ماتریس است. بنابراین به طور خلاصه شیب پروتون است که جهت چرخش حلقه c را تعیین می کند و این به نفع چرخش بر خلاف جهت ساعت است. این، از واکنش های ناخواسته زنجیره های جانبی آمینواسید حلقه c جلوگیری میکند.https://www.youtube.com/watch?v=UWMb03FAAr0
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031