Protonska pumpa

Protonska pumpa je integralni membranski protein koji je sposoban da prenosi protone preko biološke membrane. Mehanizmi su zasnovani na konformacijskim promjenama u strukturi proteina ili na Q ciklusu. Kod protonskih pumpi drugih ćelijskih membrana, sam ATP može izvesti ovaj transport.^[1]

Funkcija

U ćelijskom disanju, protonske pumpe koristi energiju za transport protona iz matrica mitohondrija ka unutarmembranskom prostoru.^[2] To je aktivna pumpa, koja stvara koncentracijski gradijent protona preko unutrašnje membrane mitohondrija, jer ima više protona izvan matriksa nego unutra. Razlika u pH i električnom naboju (zanemarujući razlike puferskog kapaciteta) stvara razlike u elektrohemijskom potencijalu koje djeluju slično kao jedinice baterija ili skladišna jedinica energije za ćeliju.^[3]

Ovaj proces može se vidjeti kao analog vožnji biciklom uzbrdo ili punjenje baterija za kasniju upotrebu, jer proizvodi energetski potencijal. Protonske pumpe ne stvaraju energiju, ali prave gradijent koji čuva energiju za kasniju upotrebu.

Raznolikost

Eukarioti

U mitohondrijama, redukcijski ekvivalenti omogućavaju prijenos elektrona ili snagu fotosinteze ove translokacije protona. Naprimjer, premještanje protoni citohrom c oksidaze se snabdijevaju reducirajućim ekvivalentima koji reduciraju citohrom c. U plazma membrani, proton ATPaze i u ATPazi, ^[4] ^[5]

F_oF₁ ATP sintaza mitochondrija, nasuprot tome, protone obično kanalizira iz više ka nižoj koncentraciji duž membrane, dok dolazeča energija za ovaj tok učestvuje u sinttizi ATP. Protoni se premještaju preko unutrašnje mitohondrijske membrane preko protonske struje. Ova serija konformacijskih promjena, kanališe se kroz podjedinice A i D F0 podjedinice, vodeći niz konformacijskih promjena u peteljku povezivanja F0 u F1 podjedinice. Ovaj proces efikasno sparuje translokaciju protona do mehaničkog kretanja između labavog, uskog, i otvorenog stanja F1, potrebnog za fosforilaciju ADP.

Ljudi

Osim protonske pumpe u mitohondrijama, ljudi (i vjerojatno drugih sisari) imaju želudačnu vodik kalij ATPazu ili H⁺/K⁺ ATPazu koja funkcionira kao protonska pumpa u želucu, koja je prvenstveno odgovoran za zakiseljavanje sadržaja želuca (vidi želučane kiseline).

Biljake, gljive i protisti

Osim protonske pumpe u mitohondrijama, biljke imaju protonsku ATPazu koja stvara elektrohemijske gradijent u plazma membrani biljke, gljive, protist i mnogih prokariota. Tako, protonski gradijenti se koriste za pogon procesa sekundarnog aktivnog transporta. Kao takav, on je neophodan za apsorpciju većine metabolita, kao i za reakcije biljaka na okoliš (npr kretanje lišća).

Prokarioti

U bakterija i drugih ATP-proizvodećih organela, osim mitohondrija, redukcijski ekvivalenti prenosi elektrone pod uslovom ili snafom fotosinteze u translokaciji protona.

CF₁ ATP ligaze hloroplasta odgovaraju F +_oF₁ ATP sintazi u biljkama.

Bakteriorodopsin fotosintetski pigment koriste archaea, od kojih je najuočljivija jedna halobacterija.

Također pogledajte

Reference

^ Voet D., Voet J. G. Biochemistry, 3rd Ed.[publisher= Wiley. ISBN 978-0-471-19350-0.
^ Yoshikawa, Shinya; Shimada, Atsuhiro; Shinzawa-Itoh, Kyoko (2015). "Chapter 4, Section 4 Proton Pump Mechanism". u Peter M.H. Kroneck and Martha E. Sosa Torres (ured.). Sustaining Life on Planet Earth: Metalloenzymes Mastering Dioxygen and Other Chewy Gases. Metal Ions in Life Sciences. 15. Springer. str. 108–111. doi:10.1007/978-3-319-12415-5_4.
^ cite book|author=Campbell N.A.|year=2008|title=Resource Acquisition and Transport in Vascular Plants. 8th ed., Biology|publisher= Pearson Benjamin Cummings, San Francisco}}
^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Eds. (2005). Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB) Sarajevo. ISBN 9958-9344-1-8.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
^ Kapur Pojskić L. (2014). Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo. ISBN 978-9958-9344-8-3.

Vanjski linkovi

Proton Pump Animation
Proton Pumps na US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)

[Volet-Volet-1] Voet D., Voet J. G. Biochemistry, 3rd Ed.[publisher= Wiley. ISBN 978-0-471-19350-0.

[2] Yoshikawa, Shinya; Shimada, Atsuhiro; Shinzawa-Itoh, Kyoko (2015). "Chapter 4, Section 4 Proton Pump Mechanism". u Peter M.H. Kroneck and Martha E. Sosa Torres (ured.). Sustaining Life on Planet Earth: Metalloenzymes Mastering Dioxygen and Other Chewy Gases. Metal Ions in Life Sciences. 15. Springer. str. 108–111. doi:10.1007/978-3-319-12415-5_4.

[<'“Campbell“-3] te book|author=Campbell N.A.|year=2008|title=Resource Acquisition and Transport in Vascular Plants. 8th ed., Biology|publisher= Pearson Benjamin Cummings, San Francisco}}

[Bajrović-4] Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Eds. (2005). Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB) Sarajevo. ISBN 9958-9344-1-8.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)

[Kapur_Pojskić-5] Kapur Pojskić L. (2014). Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo. ISBN 978-9958-9344-8-3.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]