19.8
ATP合酶是一种分子机器,其中质子的运动驱动中心 stalk 或 γ 亚基的旋转。
这个旋转的γ亚基穿过由三对α-β亚基组成的六聚体球状头部。
每个β亚基都有一个催化位点,该位点可呈现三种构象状态:开放态、松散态和紧密态,这三种状态对底物和产物的亲和力各不相同。
ATP 合成的催化循环始于 β 亚基的开放状态。随后,底物 ADP 和无机磷酸可进入催化位点。
当γ亚基旋转120度时,会将催化位点转变为疏松状态,从而允许底物弱结合到催化位点上。
当γ亚基再旋转120度时,催化位点转变为紧密结合态。这导致底物紧密地结合到催化位点上,并自发缩合形成紧密结合的ATP。
在下一个γ亚基旋转过程中,催化位点重新切换回开放状态,此时其对ATP的亲和力丧失,从而释放ATP。
总体而言,该过程继续进行:质子驱动转子和中心轴旋转,随后球状头部发生构象变化,从而促进ADP和无机磷酸的进入,并最终生成ATP。
在动物体内,线粒体 F1F0 ATP 合酶是通过复杂的催化机制合成 ATP 分子的关键蛋白。虽然核基因组编码了 ATP 合酶的大部分亚基,但线粒体基因组则编码了该酶中的一些关键成分。这种多亚基酶的形成是一个复杂的多步骤过程,在转录、翻译和组装的过程中都会受到调节。其中一个或多个步骤中的缺陷可能会导致…