Лекции Рубина (1123233), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Работа АТФазы сопровождается кооперативными конформационными перестройками,затрагивающими четвертичную структуру.энергия Л µ н+Какимжеобразомможет использоваться в этом макромолекулярном уст-ройстве для синтеза АТФ? Прежде всего отметим, что величина Лµ н+определяетлишьвероятностьилисреднеечислопереносапротоновмежду поверхностями мембраны, но ничего не говорит о "судьбе" каждого протона в АТФазе.
В одном из вариантов хемиосматической гипотезыговорилось о том, что в активный центр АТФазы нагнетаются "горячие"протоны, которые разгоняются электрическим полем в протонном канале. Предполагалось, что за счет кинетической энергии этих протонов ипроисходит передача энергии, нужной для преодоления активационногобарьера в элементарном акте синтеза АТФ. Однако в конденсированнойбелково-липидной фазе, где диссипация избыточной кинетической энергии "горячих" частиц в результате столкновений происходит быстро166(1 о-11-10- с), такой механизм невозможен (см.
лекции 8, 9). По-видимому,12в решении этой проблемы следует отказаться от упрощенных физикохимических подходов, заимствованных из теории активных соударенийсвободных частиц в растворах. В лекции12мы подробно рассматривалисовременные биофизические теории механизмов ферментативного катализа.В последние годы появились биохимические результаты, подтверждающие плодотворность такого подхода и к проблеме механизмовсопряжения в Н+-АТФазе.
Протонирование и депротонирование аминокислотных остатков в центрахприводяткобразованиюлокальныхэлектрических полей, которые в свою очередь также влияют на движение положительно заряженного комплекса АТФ с лигандами. Такимобразом, узким местом является перенос исходных веществ и промежуточных и конечных продуктов реакции синтеза АТФ, что обеспечиваетсяи за счет влияния компонентов электрохимического потенциала на процессы внутримолекулярной диффузии в фермент-субстратном комплексеW-АТФазы.
Конечно, все стадии требуют строгой координации во времени и пространстве и сбалансированности по зарядам этих процессов,что отражает направленный кооперативный характер функционированияН+-АТФазы в сопрягающих мембранах.167.