Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Скулачев В.П. -> "Энергетика биологических мембран" -> 88

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 .. 82 83 84 85 86 87 < 88 > 89 90 91 92 93 94 .. 253 >> Следующая

Ряд фактов свидетельствует о том, что стехиометрия Н+/АТР для митохондриального комплекса F0F1 скорее всего равна двум, хотя величину три нельзя считать исключенной.
230
5. Потребители ДиН
У растений фотофосфорилирование ADP происходит на внещг ней стороне мембраны тилакоидов. Полученный АТР использу*-ется преимущественно в строме хлоропласта при синтезе глюкозы» В этом случае портеры не участвуют, а соотношение Н+/АТР обьга-но принимается равным трем. Тем не менее обсуждается также и величина два.
У бактерий мембранные механизмы синтеза АТР, по-видит мому, могут различаться в зависимости от pH среды обитания. Ацидофилы, растущие при pH менее 5, поддерживают AjIH на уровне около 250 мВ, так что Н+/АТР может быть 2. У нейтрог филов (pH от 5 до 8,5) AjIH оказывается в области 150 мВ, так что более вероятно Н+/АТР = 3. При этом, однако, следует помт нить, что AfTH вряд ли может быть измерена на целых клетках с точностью большей, чем 30%.
У алкалофилов AjIH снижается до очень малых значений, приближаясь к нулю при pH ^>11. Это означает, что цитоплазматическая мембрана уже не может использовать обычные механизмы протонной энергетики и, по крайней мере в некоторых случаях, происходит замена Н+—АТР-синтазы на Na+—АТР-синтазу, утилизирующую AjINa вместо AjTH [132]. (Подробнее см. ниже гл. 7.)
Прямое измерение стехиометрии Н+/АТР возможно только в протеолипосомах или вывернутых пузырьках, полученных из мембраны органелл или бактерий. В этих случаях исключены осложнения, связанные с действием портеров или АТР-утилизит рующих систем. Однако трудно избежать артефактов, связанных с утечкой протонов через фактор F0, лишенный фактора Fb а также с гидролизом АТР посредством фактора Fl5 неправильно состыкованного с F0, работой Н+—АТР-синтазного механизма на «холостом ходу» [1651] и т. н.
5.1.1.8. Возможные механизмы превращения энергии
Основные принципы функционирования Н+—АТР-синтазы могут быть сформулированы следующим образом.
1. ADP и фосфат, связанные с фактором F1, могут образовать связанный АТР без какого-либо притока энергии извне.
2. Энергия требуется для переноса связанного АТР из активного центра фактора Fj в воду или переноса ADP и фосфата из воды в активный центр.
3. Энергия должна быть в форме AjTH, причем A*F и АрН эквивалентны в качестве энергетического ресурса. Они могут быть образованы естественным путем или созданы искусственно.
4. В переносе протонов через Н+—АТР-синтазный комплекс участвует фактор F0.
Пункт 1 базируется на работах, где был показан синтез связанного АТР изолированным фактором Fx или деэнергизованными
5.1. Химическая работа за счет Лu,II
231
органеллами, а также на расчете энергии гидролиза АТР. связанного с фактором Fj (см. выше раздел 5.1.1.4). Это означает, что АТР, связанный с каталитическим центром фактора F1? является, по существу, «низкоэнергетическим» соединением. Подобный парадокс есть следствие того обстоятельства, что энергия гидролиза связанного АТР определяется свойствами не только АТР как такового, но и его партнеров по комплексу, т. е. функциональных групп ATP-связывающего центра, локализованного на факторе Fr
Пункт 2 есть прямое следствие пункта 1. Если энергия не нужна для синтеза связанного АТР, то она может тратиться только на стадии освобождения синтезированного АТР или связывания ADP и фосфата.
В свою очередь, пункт 3 следует из пункта 2, если принять, что энергия для Н+—АТР-синтазной реакции поставляется в форме АрН.
Что касается пункта 4, то здесь можно напомнить наблюдения, свидетельствующие о способности фактора F0 создавать в отсутствие фактора Fj протонную проводимость в природных вг реконструированных мембранах. Существенно, что олигомицин, ДЦКД и диэтилстильбэстрол, блокирующие эту проводимость, выключают трансформацию энергии AjIH. <-» АТР полным комплексом F0F1 (см. выше раздел 5.1.1.5).
Заключение, что энергия необходима для освобождения АТР, а не его синтеза как такового на факторе F1? было сделано Бойером еще в 1973 г. [292, 413]. Однако в то время Бойер еще не принял хемиосмотической теории Митчела и потому не рассматривал А^Н в качестве движущей силы процесса. В 1973—1974 гг. Митчел [1049, 1063] рассмотрел вариант устройства Н+—АТР-синтазы, в котором фактор Fx выполнял наряду с его каталитической функцией роль ATP/(ADP + Рг)-антипортера. Предполагалось, что AjXH служит движущей силой антипорта этих соединений между водной фазой и каталитическим центром фактора F15 погруженным в мембрану. Такая мысль представляется вполне естественной, поскольку существует много примеров, когда А]ГН используется для энергозависимого транспорта веществ. Однако в дальнейшем Митчел не развил этой гипотезы, возвратившись к своей исходной схеме, где ApiH утилизировался для образования ангидридной связи между ADP и Р, [1050]. Такое событие гораздо труднее себе представить, чем А[1Н-зависимый ATP/(ADP + Рг)-анти-порт.
В 1975—1977 гг. гипотеза транслокации субстратов получила развитие в работах нашей лаборатории [134, 1421]. Было высказано предположение, что ДрСН-движимый антипорт ATP/(ADP+ + Pj) происходит через так называемые некаталитические центры связывания нуклеотидов, локализованные на а-субъединице Fj. По этой схеме ADP и фосфат сначала поступают из воды на
Предыдущая << 1 .. 82 83 84 85 86 87 < 88 > 89 90 91 92 93 94 .. 253 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed