Негізгі айырмашылық – ATPase және ATP синтаза
Аденозинтрифосфаты (АТФ) – биологиялық реакцияларға қатысатын күрделі органикалық молекула. Ол жасушаішілік энергия тасымалдаудың «молекулалық валюта бірлігі» ретінде белгілі. Ол тіршіліктің барлық түрлерінде дерлік кездеседі. Метаболизмде АТФ тұтынылады немесе түзіледі. АТФ тұтынылған кезде энергия сәйкесінше АДФ (аденозиндифосфат) және АМФ (аденозин монофосфат) айналады. Келесі реакцияны катализдейтін фермент АТФаза деп аталады.
ATP → ADP + Pi + энергия бөлінеді
Сыртқы энергияны қамтитын басқа метаболикалық реакцияларда АТФ АДФ пен АМФ-дан түзіледі. Төменде аталған реакцияны катализдейтін фермент АТФ синтазасы деп аталады.
ADP + Pi → ATP + энергия тұтынылады
Сонымен, АТФаза мен АТФ синтазасының арасындағы негізгі айырмашылық мынада: АТФаза АТФ молекулаларын ыдырататын фермент, ал АТФ Синтаза АТФ өндірісіне қатысады.
АТФаза дегеніміз не?
АТФаза немесе аденилпирофосфатаза (АТФ гидролаза) АТФ молекулаларын ADP және Pi (бос фосфат ионына) ыдырататын фермент. Бұл ыдырау реакциясы жасушадағы басқа химиялық реакциялар үшін пайдаланылатын энергияны шығарады. АТФазалар – мембранамен байланысқан ферменттер класы. Олар Na+/K+-ATPase, Proton-ATPase, V-ATPase, Сутегі калий-АТФаза, F-АТФаза және кальций-АТФаза. Бұл ферменттер интегралды трансмембраналық ақуыздар болып табылады. Трансмембраналық АТФазалар әдетте АТФ молекулаларын тұтыну арқылы еріген заттарды олардың концентрация градиентіне қарсы биологиялық мембрана арқылы жылжытады. Сонымен, ATPase ферментінің отбасы мүшелерінің негізгі функциялары жасуша метаболиттерін биологиялық мембрана арқылы жылжыту және жасушаның қалыпты жұмысына кедергі келтіретін токсиндерді, қалдықтарды және еріген заттарды экспорттау болып табылады.
Өте маңызды мысал – жасуша мембранасының сақталуын қамтамасыз ететін натрий/калий алмастырғыш АТФаза (Na+/K+-ATPase). потенциал. Сутегі/калий ATPase (H+/P+-ATPase) «асқазан протонды сорғы» деп те аталатын асқазанды қышқылдандырады. Кейбір ATPase ферменттері котранспортерлер және сорғылар ретінде жұмыс істейді. Белсенді тасымалдау – молекулалардың мембрана арқылы концентрациясы төмен аймақтан жоғары концентрациялы аймаққа концентрация градиентіне қарсы қозғалысы. Екіншілік белсенді тасымалдау электрохимиялық градиентті қамтиды. Котранспортерлер молекулаларды екінші реттік белсенді тасымалдауда қолданылады. Na+/K+-ATPase – зарядтың таза ағынын тудыратын белгілі котасымалдаушы.
01-сурет: ATPase (натрий-калий сорғысы)
ATPase классификациясы
Әртүрлі АТФазалар бар. Олар қызметі, құрылымы және тасымалдайтын иондары бойынша ерекшеленеді. АТФазалар төмендегідей жіктеледі,
- F-ATPase – Ол бактериялардың плазмалық мембраналарында, митохондрияларда және хлоропласттарда кездеседі. F1 секциясының суда еритін бөлігі АТФ-ны гидролиздейді.
- V-ATPase – Ол эукариоттық вакуольдерде кездеседі. Ол еріген заттарды тасымалдау үшін лизосоманың протонды сорғы сияқты органеллалардағы АТФ гидролизін катализдейді.
- A-ATPase – Архейде A-ATPase бар. Олар F-ATPase сияқты жұмыс істейді.
- P-ATPase – Ол бактерияларда, саңырауқұлақтарда және эукариоттық мембраналар мен органеллаларда кездеседі. Ол мембрана арқылы ион тасымалдаушы ретінде қызмет етеді.
- E-ATPase – Жасуша бетіндегі фермент жасушадан тыс АТФ қоса NTPS гидролизін қамтиды.
ATP Синтаза дегеніміз не?
Бұл АТФ (энергияны сақтайтын молекулалар) түзетін фермент. АТФ синтезін катализдейтін жалпы реакция төмендегідей, ADP + Pi + H+ (шығыс) ⇌ ATP + H20 + H+(д)
02-сурет: ATP синтаза
Бұл реакция энергетикалық жағынан қолайсыз болғандықтан (АДФ-тен АТФ) ол кері бағытта жүреді. Оның фермент құрылымында екі негізгі аймағы бар. Бұл ATP өндіруге мүмкіндік беретін айналмалы қозғалтқыш құрылымына ие. Олар F1 (бөлшек 1) аймағы және F0 (бөлшек нөл) аймағы. Осы айналу механизмінің (молекулалық машина) арқасында F0 аймағы F1аймағын айналдырады. F0 аймағында C-сақинасы және a, b, d және F6 сияқты басқа бөлімшелер бар. F1 аймағында альфа, бета, гамма және дельта бөлімшелері бар. F1 және F0 бірігіп мембрана арқылы протон қозғалысына жол жасайды. Олар негізінен тотықтырғыш фосфорлану арқылы электронды тасымалдау тізбегінде көбірек ATP молекулаларын шығарады.
АТФаза мен АТФ синтазасының қандай ұқсастықтары бар?
- Екеуі де жасушадағы ATP молекулаларының санын реттейді.
- Екеуі де көп суббірлік ферменттер.
- Екеуі де мембрана арқылы молекулалардың қозғалысын реттей алады.
- Екеуі де ауыр молекулалық салмақты ферменттер.
- Екеуі де табиғатта ақуыз болып табылатын ферменттер.
АТФаза мен АТФ синтазасының айырмашылығы неде?
ATPase және ATP Synthase |
|
| ATPase – ATP молекулаларын ыдырататын фермент. | ATP синтазасы АТФ түзілуін қамтитын фермент. |
| Реакция | |
| АТФаза энергетикалық қолайлы реакцияны катализдейді (АТФ-АДФ). | ATP Синтаза энергетикалық қолайсыз реакцияны катализдейді (АДФ-АТФ). |
| Бос фосфат ионы | |
| ATPase бос фосфат ионын жасайды. | ATP синтазасы ATP өндіру үшін бос фосфат ионын жұмсайды. |
| АТФ бұзылуының қозғалтқыш роторының механизмі | |
| ATPase ATP бұзылуының «Мотор роторының механизмін» көрсетпейді. | ATP синтазасы ATP өндірісінің «Мотор роторының механизмін» көрсетеді. |
| Реакция түрі | |
| АТФаза экзотермиялық реакцияларға қатысады. | ATP синтаза эндотермиялық реакцияларға қатысады. |
Қорытынды – ATPase және ATP синтаза
АТФ өндіру және гидролиздеу процестері тіршіліктің барлық дерлік формаларында кездеседі. Метаболизм реакцияларында олар тұтынылады немесе қалпына келтіріледі. Олар тұтынылған кезде энергия бөлінеді. АТФ ыдырауы кезінде АДФ (аденозиндифосфат) және АМФ (аденозинмонофосфаты) түзіледі. АТФ ыдырау реакциясын катализдейтін фермент АТФаза деп аталады. Басқа метаболикалық реакцияларда АТФ АДФ пен АМФ-дан түзіледі. АТФ түзілу реакцияларын катализдейтін фермент АТФ синтазасы деп аталады. Бұл ATPase және ATP Synthase арасындағы айырмашылық.
ATPase және ATP Synthase нұсқасының PDF нұсқасын жүктеп алыңыз
Сіз осы мақаланың PDF нұсқасын жүктеп алып, сілтеме жазбасына сәйкес офлайн мақсаттарда пайдалана аласыз. PDF нұсқасын мына жерден жүктеп алыңыз: ATPase және ATP Synthase арасындағы айырмашылық
