19.11
Die ATP-Synthase ist ein membrangebundener biologischer Nanomotor, der hauptsächlich für die Umwandlung von ADP und anorganischem Phosphat in ATP bekannt ist.
Dieses Enzym wird durch einen elektrochemischen Gradienten angetrieben, der durch Protonen erzeugt wird, die ungleichmäßig über die Membran verteilt sind.
Die Protonen fließen ihren elektrochemischen Gradienten hinunter und aktivieren die beiden funktionellen Domänen der ATP-Synthase: den F0-Subkomplex und den F1-Subkomplex.
F0 ist eine Transmembrankomponente mit Untereinheiten, die direkt mit den Protonen wechselwirken.
Zunächst ermöglicht die Stator-Untereinheit den Protonen, durch ihre Kanäle einzudringen und sich an die Bindungsstelle einer anderen Untereinheit, dem Rotor, zu binden.
Die Bindung der einfallenden Protonen bewirkt, dass sich der Rotor dreht. Wenn die Protonen eine volle 360-Grad-Umdrehung vollziehen, dissoziieren sie vom Rotor und verlassen die Membran durch einen weiteren Statorkanal.
Diese dynamischen Bewegungen innerhalb der ATP-Synthase werden durch einen peripheren Stiel stabilisiert, der eine starre Verbindung zwischen dem F0- und dem F1-Subkomplex herstellt.
Die ATP-Synthase gehört zu den am besten konservierten Proteinen, die in Bakterien, Säugetieren und Pflanzen vorkommen. Durch den elektrochemischen Gr…
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