سينسيز ATP

ال سينسيز ATP يحفز تخليق ATP. إنه مركب من مكونات مسعور ومحبة للماء.

ما هو ATP Synthase؟

سينسيز ATP هو بروتين عبر الغشاء يعمل كمضخة بروتون وكإنزيم لتخليق ATP. كمضخة بروتون ، تستخدم ATP لإنتاج الطاقة ، بينما تستخدم الطاقة لبناء ATP.

يتكون الإنزيم من 8 إلى 20 وحدة فرعية تتجمع معًا لتشكيل مجمعين. مجمع واحد غير قابل للذوبان في الماء ويجلس داخل الغشاء. ينقل هذا المركب البروتونات إلى مستويات طاقة أعلى أثناء استهلاك ATP. يحفز الجزء القابل للذوبان في الماء من الإنزيم الموجود على الحافة الداخلية للغشاء تخليق ATP من ADP باستخدام تدرج البروتون. يسمى الجزء غير القابل للذوبان في الماء المركب Fo ويسمى الجزء القابل للذوبان في الماء المركب F1.

نظرًا لوجود وحدتين فرعيتين ، يتم استخدام الاسم أيضًا في سينسيز ATP FoF1-ATPase تطبيق. لم يتم التعرف على أي إنزيم آخر يصنع ATP. هناك العديد مما يسمى بـ ATPases لهذا الغرض ، لكنهم جميعًا يستخدمون ATP فقط. سينسيز ATP هو الإنزيم الوحيد الذي يمكنه استهلاك وتصنيع ATP.

الوظيفة والمهمة

يلعب سينسيز ATP دورًا رئيسيًا في استقلاب الطاقة. تعتمد جميع عمليات التمثيل الغذائي المستهلكة للطاقة على وظيفة تخزين الطاقة لـ ATP. نظرًا للعدد الكبير من عمليات التمثيل الغذائي ، يتم تصنيع 80 كيلوغرامًا من ATP في جسم الإنسان كل يوم ويتم تفكيكها على الفور مرة أخرى.

يتكون ATP من ADP من خلال تراكم بقايا الفوسفات أثناء امتصاص الطاقة. ينتج عن هذا جزيء مشحون بالجهد ، والذي يرغب في التخلي عن طاقته بسرعة عن طريق إطلاق بقايا الفوسفات. ومع ذلك ، إذا لم يكن هناك تخزين وسيط للطاقة بواسطة ATP ، فلن تحدث المزيد من عمليات التمثيل الغذائي.

ATP موجود عالميًا في الكائنات الحية. وهذا ينطبق على النباتات والفطريات والبكتيريا وكذلك على الإنسان والحيوان. ومع ذلك ، في جميع الكائنات الحية ، يضمن سينسيز ATP أيضًا تكوين ATP. لفترة طويلة لم تكن آلية نقل الطاقة واضحة. افترض غالبية العلماء أن الطاقة تأتي من مركبات وسيطة عالية الطاقة ويتم نقلها إلى ATP. كان الكيميائي البريطاني بيتر دي ميتشل أول من افترض أن ATP يحصل على طاقته من التدرج البروتوني (تدرج PH) ، مع لعب ATP synthase دورًا رئيسيًا. تم تأكيد هذه الأطروحة في وقت لاحق.

وفقًا لنتائج الباحثين ، يحدث تخليق ATP على الجزء القابل للذوبان في الماء من الإنزيم. في حالة انقسام البروتون في الجزء غير القابل للذوبان في الماء من الإنزيم داخل الغشاء ، يمكن تثبيت الشحنة السالبة الناتجة أثناء الانقسام عن طريق تفاعل أيوني. للقيام بذلك ، يجب أن يلتف الجزيء قليلاً ويؤدي إلى زيادة التوتر. لقد خزن مركب ATP الطاقة الآن. عندما يتم بروتون الشحنة السالبة ، يعود الجزيء إلى الخلف مثل زنبرك مشدود وينقل الحركة الدورانية إلى الجزء الخارجي القابل للذوبان في الماء من الإنزيم. هناك يتم نقل الطاقة من خلال امتصاص بقايا الفوسفات من ADP ، حيث يتم إنشاء ATP. يعتبر ATP بدوره جزيءًا غنيًا بالطاقة مع توتر ميكانيكي عالي ، والذي يطلق طاقته عن طريق إطلاق بقايا الفوسفات.

سينسيز ATP هو جزء جوهري من السلسلة التنفسية ويحدث إلى حد كبير في الميتوكوندريا. تم اكتشاف إنزيم بناء ATP الوحيد باستخدام سينسيز ATP. بدون ATP ، ستتوقف جميع العمليات النشطة في الكائن الحي. مع اكتشاف سينسيز ATP ، تم أخيرًا مسح العلاقة التي أسيء فهمها بين أكسدة NADH وتخليق ATP.

يمكنك العثور على أدويتك هنا

الامراض والاعتلالات

فيما يتعلق بمركب ATP ، يمكن أن تحدث الأمراض أيضًا ، والتي تظهر بشكل أساسي على أنها اضطرابات في السلسلة التنفسية. يتم إنتاج الطاقة في الكائن الحي في الميتوكوندريا. هناك ، يتم تفكيك المركبات ذات المحتوى العالي من الطاقة مثل الأحماض الدهنية أو الجلوكوز باستمرار عبر دورة حمض الستريك. كمخزن طاقة قصير الأجل مهم وجوديًا ، يجب تشكيل ATP باستمرار.

إذا تم اضطراب تخليق ATP ، فلا يمكن إطلاق طاقة كافية. تظهر أعراض مثل الضعف الشديد والتعب. تتأثر العضلات والجهاز العصبي دائمًا. نظرًا لأن العمليات النشطة تحدث في الميتوكوندريا ، تُعرف هذه الأمراض أيضًا باسم اعتلالات الميتوكوندريا.

تعتبر الأعطال أو الأضرار التي تلحق بالميتوكوندريا من سمات هذه الاضطرابات. ومع ذلك ، فإن أسباب أمراض الميتوكوندريا متنوعة. هناك أشكال موروثة ومكتسبة من المرض. في أمراض الميتوكوندريا الموروثة ، توجد طفرات في الإنزيمات في السلسلة التنفسية. في حالة الاضطراب الوراثي ، يمكن تغيير كل من الحمض النووي للميتوكوندريا والحمض النووي من نواة الخلية عن طريق الطفرات. بالطبع ، من بين العديد من الإنزيمات في السلسلة التنفسية ، يمكن أيضًا أن يخضع سينسيز ATP لطفرة.

إذا فشل الإنزيم تمامًا ، فلن يكون الكائن الحي قابلاً للحياة. مع وظيفتها المحدودة ، يمكن تصنيفها في مجموعة كبيرة من أمراض الميتوكوندريا. تؤدي الأشكال المختلفة لمرض الميتوكوندريا إلى أنماط مختلفة من الأعراض. ومع ذلك ، فإنهم جميعًا يعانون من اضطرابات عصبية عضلية مشتركة. هذا يعني أن الجهاز العصبي والعضلات يتأثران دائمًا بنقص إمدادات الطاقة. غالبًا ما يصاب الجهاز القلبي الوعائي والكلى بضعف.

نظرًا لانقطاع إمدادات الطاقة ، تتطور معظم الأمراض بسرعة. ومع ذلك ، لا توجد علاجات سببية ، لأن هذا مرض وراثي. من المهم زيادة تناول الطاقة على شكل كربوهيدرات ودهون وكذلك الحد من استهلاك الطاقة.