ATP合成酶

广泛分布于线粒体内膜的蛋白酶
ATP合成酶,又称FoF₁-ATP酶在细胞内催化能源物质ATP的合成。在呼吸或光合作用过程中通过电子传递链释放的能量先转换为跨膜质子(H)梯差,之后质子流顺质子梯差通过ATP合酶可以使ADP+Pi合成ATP。
ATP合酶(ATP synthase)广泛分布于线粒体内膜,叶绿体类囊体异养菌和光合菌的质膜上,参与氧化磷酸化和光合磷酸化,在跨膜质子动力势的推动下合成ATP。分子结构由突出于膜外的F1亲水头部和嵌入膜内的Fo疏水尾部组成。

概述

生物有机体中,ATP的合成是主要的化学反应之一。据估计一个人正常每天需要消耗40公斤的ATP。假设核[gān]酸池是100mmol,那么体内每个ADP分子必须磷酸化,那么平均下来每天每分子ATP要磷酸化1000次。而合成ATP的酶主要是F1F0型ATP合成酶,也称为ATP合成酶。在原核生物,此酶有8种不同的亚基,真核生物有16~18种,并且一个分子的重量在550~650kDa。细菌的细胞膜、植物的叶绿体类囊膜和植物或者动物的线粒体内膜发现有这样的复合物。有趣的是,在人类内皮细胞的浆膜上,也发现了F1F0型ATP合成酶,其作用是毛细血管扩张受体。ATP合成中,F1F0-型ATP合成酶在细胞能量交换中是一个关键酶。这个大分子蛋白复合体利用电子梯度和相关的膜电势来合成ATP,它也可以逆过程并且水解ATP来产生一个电子梯度。这个酶在不同功能状态下的结构现在正在快速的阐明。目前正在形成的观点认为,这个酶是由两个旋转的发电子F1F0来构成。F1发电子,其接触性活动类似于一个内部的转轴的活动,而F0的发电子正好是连接电子在F0的转轴上。尽管这两个发电子各自独立的工作,他们必须相互联系并且互换能量。总而言之,其基本思想就是:F1F0是一个旋转的发电机
ATP合成酶