Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Скулачев В.П. -> "Энергетика биологических мембран" -> 87

Энергетика биологических мембран - Скулачев В.П.

Скулачев В.П. Энергетика биологических мембран — М.: Наука, 1989. — 564 c.
ISBN 5-02-004027-4
Скачать (прямая ссылка): energetikabiologicheskihmembran1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 81 82 83 84 85 86 < 87 > 88 89 90 91 92 93 .. 253 >> Следующая

228
5. Потребители AfiR
5.1.1.6. Взаимопревращение Д\кН±->АТР,
катализируемое Н+—АТР-синтазой в протеолипосомах
Твердо установлено, что комплекс Н+—АТР-синтазы, включенный в мембрану замкнутого пузырька, представляет собой простейшую систему, способную осуществлять взаимопревращение энергии АТР и AjIH. Протеолипосомы, содержащие этот комплекс, генерируют Д[1Н за счет гидролиза АТР и синтезируют АТР за счет A(IH, искусственно созданной на их мембране.
Кагава и Ракер [804] были первыми, кому удалось реконструировать F 0 F х - я р о те о л и я о с о мы. В 1971 г. они впервые получили белково-липидные пузырьки, впоследствии названные протеолипосомами. В качестве белкового компонента был использован комплекс FqF! из митохондрий бычьего сердца [8041. Протеолипосомы гидролизовали добавленный АТР, транспортировали ионы водорода из среды в свой внутренний объем и катализировали обмен АТР—82Рг. Позднее это наблюдение было подтверждено во многих лабораториях и распространено на Н+—АТР-синтазы из хлоропластов и бактерий (см. обзоры: [68, 590, 1229, 1414, 1421, 1441]). Несколько независимых методов было использовано для измерения Д*Р и ДрН, образуемых в FoFj-протеолипосомах. В нашей группе образование Д*Г было измерено в системе FoF^npoTeo-липосомы — миллипоровый фильтр [489, 490]. Недавно появилось сообщение, что комплекс F^ из Streptococcus faecalis, включенный в плоскую фосфолипидную мембрану, способен образовывать ДТ“ [26].
Факт, что энергия Д[Щ может превращаться в АТР посредством F0Fj, включенного в протеолипосомы, впервые был продемонстрирован все в той же, цитированной выше классической работе Кагавы и Ракера [804], наблюдавших обмен АТР—82Pj. Позднее несколько групп получили прибыль АТР и убыль ADP и фосфата при искусственной генерации Д]ХН на мембране F,^-протеолипосом (см. обзор: [490]). Особено успешными оказались опыты с Н+—АТР-синтазой хлоропластов (комплексом CFqCFJ, когда синтез АТР поддерживался диффузионным потенциалом ионов К+ в присутствии валиномицина [476] и искусственно созданной ДрН [1194, 1324]. Как было недавно показано Шмидтом и Грэбером [1324], скорость синтеза АТР в такой системе была около 200 АТР на один F0F1 в секунду, что всего вдвое ниже максимальной скорости фотофосфорилирования в хлоропластах.
Показано также, что в протеолипосомах, содержащих F0Fj и какой-либо белок — Д(1Н-генератор, АТР может быть образован независимо от того, выделен ли этот генератор из того же объекта, что и АТР-синтаза, или он имеет другое происхождение. Первый и наиболее известный опыт, демонстрирующий справедливость этого вывода, был поставлен Ракером и Стокениусом [1229]. В 1974 г. авторы опубликовали короткое сообщение о
5.1. Химическая работа за счет АцН
229
фотофосфорилировании в протеолипосомах, составленных из компонентов всех трех царств живой природы: бактериального Afl-генератора — бактериородопсина, животного потребителя АрН — комплекса F,^ из митохондрий сердца быка и растительных фосфолипидов — азолектина соевых бобов.
С тех пор было реконструировано много других «химер», содержащих различные Н+—АТР-синтазы и AfIH-гене^аторы (см. обзоры: [1351, 1414]).
Еще один шаг к реконструкции «химерных» преобразователей энергии был сделан, когда субхлоропластные пузырьки, лишенные части эндогенных факторов GF1; были реконструированы фактором Fx из термофильных бактерий PS3. Бактериальный Fa оказался способным блокировать утечку протонов через фактор CF0, потерявший CF1. Однако «химерный» комплекс бактериального Fx и CF0 был неактивен как Н+—АТР-синтаза [219J.
5.1.1.7. Стехиометрия Н+/АТР
Важным нерешенным вопросом Н+—АТР-синтазного механизма остается стехиометрия Н+/АТР. Ясно лишь, что на каждую молекулу синтезируемого АТР необходимо перенести через мембрану более одного протона. Такое заключение базируется на данных но измерению АйН. и концентраций АТР, ADP, фосфата. Общепринято, что при физиологических концентрациях субстратов и продукта Н+—АТР-синтазы образование АТР «стоит» порядка 45 кДж-моль-1 (10,5 ккал-моль-1) [229, 1046]. Эта величина соответствует А^Н, равной 455 мВ при условии, что стехиометрия Н+/АТР = 1. Указанное значение Д]Щ примерно вдвое больше измеренного экспериментально (см., например, [393, 1183]). Таким образом, минимальное отношение Н+/АТР должно быть равно двум, предполагая, что оно выражается целым числом.
В митохондриях, фосфорилирующих внешний ADP внешним фосфатом, AjlH потребляется не только Н+—АТР-синтазой, но также и АТР4“/АВР3“-антипортером и Н2Р04~, Н+-симпортером. В результате обмен внешних ADP и фосфата на внутренней АТР сопровождается импортом в митохондрию одного иона Н+. Это не означает, однако, что стехиометрия Н+/АТР митохондриального комплекса F0F1 может быть 1, поскольку митохондрии образуют АТР не только «на экспорт», но и для обеспечения своих собственных нужд, т. е. без участия анти- и симпортеров. Кроме того, хорошо известно, что вывернутые субмитохондриальные пузырьки и FoFj-протеолипосомы способны синтезировать АТР, причем для этого не требуется никаких портеров.
Предыдущая << 1 .. 81 82 83 84 85 86 < 87 > 88 89 90 91 92 93 .. 253 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed