پمپ پروتونی (بخش اول)
پروتونه شدن هر واحد c در بخش F0 باعث چرخش حلقه c نسبت به زیر واحد a و ورود این زیر واحد به درون دو لایه غشا می شود.
همان طور که می دانید، در فرآیند انتقال فعال ذرات در خلاف جهت شیب غلظت شیمیایی یا الکتروشیمیایی منتقل میشوند. این نوع انتقال وابسته به منبع انرژی است و منبع انرژی انتقال فعال عمدتا از ATP ، حرکت الکترونها در جهت شیب پتانسیل الکتریکی ، حرکت یون ها در جهت شیب الکتروشیمیایی، نور و ترکیب پرانرژی فسفرانول پیرووات تامین میشود.
یونوفورها
یونوفورها خانوادهای از آنتیبیوتیک های باکتریایی هستند که انتقال یون های معدنی یک ظرفیتی و دوظرفیتی را از خلال غشای لیپیدی زیستی و مصنوعی تسهیل میکنند. اینها مولکول های هیدروفوب (آب گریز) کوچکی هستند که در دو لایه لیپیدی حل میشوند و غشا را به یون های معدنی نفوذپذیر میسازند. ترکیبات یونوفور به دو خانواده حامل یونی متحرک ویونوفور کانالساز تقسیم میشوند.
انتقال فعال اولیه
منبع انرژی انتقال فعال اولیه ATP، جریان الکترون در جهت شیب پتانسیل الکتریکی یا نور است. برای مثال پمپ سدیم_پتاسیم و پمپ کلسیم که در انتقال فعال این یون ها از خلال غشا شرکت دارند، از ATP به عنوان منبع انرژی استفاده میکنند. همچنین کمپلکسهای VI ,III ,I زنجیره انتقال الکترون میتوکندری، پمپ پروتون هستند و یون های +H را در خلاف جهت شیب الکتروشیمیایی انتقال میدهند.
F1F0-ATPsynthase در حقیقت یک پمپ پروتونی وارونه می باشد. یون های H+ در سراشیب الکتروشیمیایی خود از آن عبور می کنند و همزمان ATP از ADP سنتز می شود. در پستانداران، عمده ATP مصرفی بدن توسط این پروتئین که در غشای درونی میتوکندری جای گرفته است ساخته می شود. این کمپلکس پروتئینی به همراه چهار کمپلکس زنجیره انتقال الکترون در فسفریلاسیون اکسیداتیو نقش دارد.
در سلول های گوناگون، ساختار کلی F1F0-ATPsynthase مشابه است، ولی در مواردی ترکیب زیر واحدی تفاوت دارد. ساده ترین شکل این کمپلکس* است که در آن زیر واحدهای a تا c روی هم دومین F0 را می سازند و زیر واحدهای آلفا تا اپسیلون مجموعا دومین F1 (کروی، به سمت سیتوپلاسمی باکتری یا بستره میتوکندری) را تشکیل می دهند. F0 در انتقال پروتون ها و F1 در سنتز 0یا هیدرولیز) ATP نقش دارد. (شکل 1)
*شکل1: ساختار و عمل کمپلکس F1F0 (روی تصویر کلیک کنید.)
این ماشین مولکولی کارامد از یک بخش ثابت و یک بخش چرخنده (حلقه c و ساقه گاما – اپسیلون) تشکیل شده است. انتقال پروتون از فضای بین غشایی به بستره باعث چرخش حلقه c در جهتی می شود که نشان داده شده است. اگر این کمپلکس با هیدرولیز ATP، پروتون ها را از بستره به فضای بین غشایی پمپ کند، حلقه c در جهت مقابل خواهد چرخید. جهت چرخش به موقعیت نسبی نیم کانال ها در زیر واحد آلفا هم بستگی دارد. شکل درونی سمت راست مکانیزم اتصال تغییر (Binding – change) برای سنتز ATP توسط زیر واحدهای بتا را نشان می دهد. پیکان میان سه زیر واحد، متناظر موقعیت زیر واحذ گاما (چرخنده) نسبت به هگزامر آلفا3 – بتا3 است. دقت کنید که این هگزامر چرخنده نمی باشد، ولی صورت بندی زیر واحدهای آن به صورت چرخشی تغییر می کند.
ادامه دارد...
منبع: http://daneshnameh.roshd.ir
مرکز یادگیری سایت تبیان، مرجان سلیمانیان