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ATP酶的作用机制介绍

2022.4.15

  关于ATP酶催化ADP氧化磷酸化成ATP的机制,先后提出过几种假说

  1、化学偶联假说;

  2、构象假说;

  3、化学渗透假说。

  目前流行的是化学渗透假说,由英国生物化学家P.Mitchell于1961年提出。该学说很好地说明线粒体内膜中电子传递、质子电化学梯度建立、ADP磷酸化的关系,并具有大量的实验支持,得到公认并获得了1978年诺贝尔奖。 [1]

  化学渗透假说的基本设想是:当高能电子沿呼吸链传递时,释放出的能量使质子(H+)从线粒体内膜的基质侧泵至膜间隙;内膜形成电化学质子梯度。在该梯度中蕴藏了能量,这种能量经ATP合成酶催化驱使ADP和无机磷酸形成ATP,即为氧化磷酸化过程。此假说依据线粒体的功能有四点具体的假设:

  1、呼吸链各组成成分在线粒体内膜上有一定的位置。当电子从一种载体传递至另一种载体时,将质子泵出基质

  2、线粒体ATP合成酶复合体也可跨膜转运质子,但其作用是可逆的。该复合体利用足够的电化学质子梯度能量在其内部合成ATP,这时质子由膜间隙通过复合体向基质方向流动;当电化学质子梯度不足以合成ATP时,ATP酶复合体能水解ATP,产生的能量将质子从基质侧泵到膜间隙。

  3、线粒体内膜一般不允许离子透过,特别是H+、OH-不能自由通透。

  4、内膜上含有许多载体蛋白质,作为中间物帮助代谢物和一些无机离子进、出基质腔。

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