ATP酶
ATP酶,又称为三磷酸腺苷酶,是一类能将三磷酸腺苷(ATP)催化水解为二磷酸腺苷(ADP)和磷酸根离子的酶,这是一个释放能量的反应。在大多数情况下,能量可以通过传递而被用于驱动其他需要能量的化学反应。这一过程被所有已知的生命形式广泛利用。
Adenosinetriphosphatase | |||||||
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识别码 | |||||||
EC编号 | 3.6.1.3 | ||||||
CAS号 | 9000-83-3 | ||||||
数据库 | |||||||
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MetaCyc | 代谢路径 | ||||||
PRIAM | 概述 | ||||||
PDB | RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum | ||||||
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部分ATP酶是内在膜蛋白(Integral membrane protein),可以锚定在生物膜上,并可以在膜上移动;这些ATP酶又被称为跨膜ATP酶。
功能
跨膜ATP酶可以为细胞输入许多新陈代谢所需的物质并输出毒物、代谢废物以及其他可能阻碍细胞进程的物质。例如,钠钾ATP酶(又称为钠/钾离子ATP酶)能够调节细胞内钠/钾离子的浓度,从而保持细胞的静息电位;氢钾ATP酶(又称为氢/钾离子ATP酶或胃质子泵)可以使胃内保持酸化环境。
除了作为离子交换器,跨膜ATP酶还有其他类别,包括共转运蛋白(co-transporter)和“泵”(也有部分“离子交换器”也被称为“泵”)。这些跨膜ATP酶中,有一些可以造成膜内外电荷的流动,其他的则不行,因此又可以将这些转运蛋白分为生电型(electrogenic)和非生电型。
反应机制
与ATP水解反应耦合的转运是一个严格的化学反应,即每分子ATP水解能够使一定数量的溶液分子被转运。例如,对于钠钾ATP酶,每分子ATP水解能够使3个钠离子被运出细胞,同时2个钾离子被运入。
跨膜ATP酶需要ATP水解所产生的能量,因为这些酶需要做功:它们逆着热力学上更容易发生的方向来进行物质运输,换句话说,以膜为参照,它们可以将物质从低浓度的一边运送到高浓度的一边。这一过程被称为主动运输。[1]
ATP合酶
三磷酸腺苷合酶是一类线粒体与叶绿体中的合成酶,它可以利用膜内外质子的浓度差作为能量源,将ADP与磷酸合成为ATP。ATP合酶这一作用正好与ATP酶相反。
同时,ATP合酶也可以催化逆反应,即ATP的水解。因此,从某种意义上来说,ATP合酶也是一类ATP酶。
相关人类基因
- 钠/钾离子转运:ATP1A1, ATP1A2, ATP1A3, ATP1A4, ATP1B1, ATP1B2, ATP1B3, ATP1B4
- 钙离子转运:ATP2A1, ATP2A2, ATP2A3, ATP2B1, ATP2B2, ATP2B3, ATP2B4, ATP2C1
- 镁离子转运:ATP3
- 氢/钾离子转运:ATP4A, ATP4B
- 线粒体中的氢离子转运:ATP5A1, ATP5B, ATP5C1, ATP5C2, ATP5D, ATP5E, ATP5F1, ATP5G1, ATP5G2, ATP5G3, ATP5H, ATP5I, ATP5J, ATP5J2, ATP5L, ATP5L2, ATP5O, ATP5S
- 溶酶體中的氢离子转运:ATP6AP1, ATP6AP2, ATP6V1A, ATP6V1B1, ATP6V1B2, ATP6V1C1, ATP6V1C2, ATP6V1D, ATP6V1E1, ATP6V1E2, ATP6V1F, ATP6V1G1, ATP6V1G2, ATP6V1G3, ATP6V1H, ATP6V0A1, ATP6V0A2, ATP6V0A4, ATP6V0B, ATP6V0C, ATP6V0D1, ATP6V0D2, ATP6V0E
- 铜离子转运:ATP7A, ATP7B
- I型,第8类:ATP8A1, ATP8B1, ATP8B2, ATP8B3, ATP8B4
- II型,第9类:ATP9A, ATP9B
- V型,第10类:ATP10A, ATP10B, ATP10D
- VI型,第11类:ATP11A, ATP11B, ATP11C
- 非胃中的氢/钾离子转运:ATP12A
- 第13类:ATP13A1, ATP13A2, ATP13A3, ATP13A4, ATP13A5
参见
- 三磷酸腺苷
- AAA蛋白
参考文献
- (英文)Albers R. 1967. Biochemical aspects of active transport. Annu. Rev. Biochem. 36: 727–56
外部链接
- (英文)"ATP synthase - a splendid molecular machine"页面存档备份,存于-{zh-cn:互联网档案馆; zh-tw:網際網路檔案館; zh-hk:互聯網檔案館; zh-sg:互联网档案馆;}-
- (英文)MeSH(醫學主題詞)上面的ATPase(美式英语)