Βασική διαφορά – ATPase vs ATP Synthase
Η τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP) είναι ένα πολύπλοκο οργανικό μόριο που συμμετέχει στις βιολογικές αντιδράσεις. Είναι γνωστό ως «μοριακή μονάδα νομίσματος» ενδοκυτταρικής μεταφοράς ενέργειας. Βρίσκεται σχεδόν σε όλες τις μορφές ζωής. Στο μεταβολισμό, το ATP είτε καταναλώνεται είτε παράγεται. Όταν καταναλώνεται ATP, η ενέργεια απελευθερώνεται μετατρέποντας σε ADP (διφωσφορική αδενοσίνη) και AMP (μονοφωσφορική αδενοσίνη) αντίστοιχα. Το ένζυμο που καταλύει την ακόλουθη αντίδραση είναι γνωστό ως ATPase.
ATP → ADP + Pi + Energy απελευθερώνεται
Σε άλλες μεταβολικές αντιδράσεις που ενσωματώνουν εξωτερική ενέργεια, το ATP παράγεται από το ADP και το AMP. Το ένζυμο που καταλύει την παραπάνω αντίδραση ονομάζεται συνθάση ATP.
ADP + Pi → ATP + Καταναλώνεται ενέργεια
Έτσι, η βασική διαφορά μεταξύ ATPase και ATP Synthase είναι ότι η ATPase είναι το ένζυμο που διασπά τα μόρια ATP ενώ η ATP Synthase εμπλέκεται στην παραγωγή ATP.
Τι είναι η ATPase;
Η ATPάση ή αδενυλοπυροφωσφατάση (ATP υδρολάση) είναι το ένζυμο που αποσυνθέτει τα μόρια ATP σε ADP και Pi (ελεύθερο φωσφορικό ιόν). Αυτή η αντίδραση αποσύνθεσης απελευθερώνει ενέργεια που χρησιμοποιείται από άλλες χημικές αντιδράσεις στο κύτταρο. Οι ΑΤΡάσες είναι η κατηγορία των ενζύμων που συνδέονται με τη μεμβράνη. Αποτελούνται από μια διαφορετική κατηγορία μελών που διαθέτουν μοναδικές λειτουργίες όπως Na+/K+-ATPase, Proton-ATPase, V-ATPase, Υδρογόνο Κάλιο–ATPase, F-ATPase και Calcium-ATPase. Αυτά τα ένζυμα είναι αναπόσπαστες διαμεμβρανικές πρωτεΐνες. Οι διαμεμβρανικές ΑΤΡάσες μετακινούν τις διαλυμένες ουσίες κατά μήκος της βιολογικής μεμβράνης έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσής τους τυπικά καταναλώνοντας τα μόρια ΑΤΡ. Έτσι, οι κύριες λειτουργίες των μελών της οικογένειας του ενζύμου ATPase είναι η μετακίνηση των μεταβολιτών των κυττάρων μέσω της βιολογικής μεμβράνης και η εξαγωγή τοξινών, αποβλήτων και διαλυμένων ουσιών που μπορούν να εμποδίσουν την κανονική λειτουργία των κυττάρων.
Ένα πολύ σημαντικό παράδειγμα είναι η εναλλάκτης νατρίου/καλίου ATPase (Na+/K+-ATPase) που εμπλέκεται στη διατήρηση της κυτταρικής μεμβράνης δυνητικός. Η ΑΤΡάση Υδρογόνου/Καλίου (H+/P+-ATPase) οξινίζει το στομάχι, το οποίο είναι επίσης γνωστό ως «αντλία γαστρικών πρωτονίων». Μερικά από τα ένζυμα ATPase λειτουργούν ως συμμεταφορείς και αντλίες. Η ενεργή μεταφορά είναι η κίνηση μορίων κατά μήκος μιας μεμβράνης από περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης σε περιοχή υψηλότερης συγκέντρωσης μορίων έναντι μιας βαθμίδας συγκέντρωσης. Η δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά περιλαμβάνει την ηλεκτροχημική κλίση. Οι συμμεταφορείς χρησιμοποιούνται στη δευτερογενή ενεργή μεταφορά μορίων. Η Na+/K+-ATPase είναι ένας πολύ γνωστός συμμεταφορέας που προκαλεί την καθαρή ροή φορτίου.
Εικόνα 01: ATPάση (αντλία νατρίου-καλίου)
Ταξινόμηση ATPase
Υπάρχουν διαφορετικές ΑΤΡάσες. Διαφέρουν ως προς τη λειτουργία, τη δομή και τα ιόντα που μεταφέρουν. Οι ATPάσες ταξινομούνται ως παρακάτω,
- F-ATPase – Βρίσκεται σε βακτηριακές πλασματικές μεμβράνες, μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες. Το υδατοδιαλυτό μέρος του τμήματος F1υδρολύει το ATP.
- V-ATPase – Βρίσκεται στα ευκαρυωτικά κενοτόπια. Καταλύει την υδρόλυση του ATP σε οργανίδια όπως η αντλία πρωτονίων του λυσοσώματος για τη μεταφορά διαλυμένων ουσιών.
- A-ATPase – Το Archaea έχει A-ATPase. Λειτουργούν όπως το F-ATPase.
- P-ATPase – Βρίσκεται σε βακτήρια, μύκητες και ευκαρυωτικές μεμβράνες και οργανίδια. Λειτουργεί ως μεταφορείς ιόντων κατά μήκος της μεμβράνης.
- E-ATPase – Ένα ένζυμο κυτταρικής επιφάνειας περιλαμβάνει την υδρόλυση NTPS συμπεριλαμβανομένου του εξωκυτταρικού ATP.
Τι είναι το ATP Synthase;
Αυτό είναι το ένζυμο που δημιουργεί το ATP (μόρια αποθήκευσης ενέργειας). Η συνολική αντίδραση που καταλύει τη σύνθεση ATP είναι η παρακάτω, ADP + Pi + H+ (έξω) ⇌ ATP + H20 + H+(σε)
Εικόνα 02: ATP συνθάση
Καθώς αυτή η αντίδραση είναι ενεργειακά δυσμενής (ATP από ADP) λαμβάνει χώρα προς την αντίστροφη κατεύθυνση. Έχει δύο κύριες περιοχές στη δομή του ενζύμου. Αυτό έχει μια περιστροφική δομή κινητήρα που επιτρέπει την παραγωγή ATP. Είναι η περιοχή F1 (κλάσμα 1) και η περιοχή F0 (κλάσμα μηδέν). Λόγω αυτού του περιστροφικού μηχανισμού (μοριακή μηχανή) η περιοχή F0 οδηγεί την περιστροφή της περιοχής F1. Η περιοχή F0 έχει δακτύλιο C και άλλες υπομονάδες όπως a, b, d και F6Η περιοχή F1 έχει υπομονάδες άλφα, βήτα, γάμμα και δέλτα. Τα F1 και F0 δημιουργούν συλλογικά ένα μονοπάτι για την κίνηση πρωτονίων κατά μήκος της μεμβράνης. Παράγουν κυρίως περισσότερα μόρια ATP στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων μέσω οξειδωτικής φωσφορυλίωσης.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ ATPase και ATP Synthase;
- Και τα δύο ρυθμίζουν τον αριθμό των μορίων ATP στο κύτταρο.
- Και τα δύο είναι ένζυμα πολλαπλών υπομονάδων.
- Και τα δύο μπορούν να ρυθμίσουν την κίνηση των μορίων κατά μήκος της μεμβράνης.
- Και τα δύο είναι ένζυμα βαρέως μοριακού βάρους.
- Και τα δύο είναι ένζυμα που είναι πρωτεϊνικής φύσης.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ATPase και ATP Synthase;
ATPase vs ATP Synthase |
|
| Η ATPase είναι το ένζυμο που διασπά τα μόρια ATP. | ATP Synthase είναι το ένζυμο που περιλαμβάνει την παραγωγή ATP. |
| Αντίδραση | |
| Η ATPase καταλύει την ενεργειακά ευνοϊκή αντίδραση (ATP σε ADP). | Η ATP συνθάση καταλύει την ενεργειακά δυσμενή αντίδραση (ADP σε ATP). |
| Ελεύθερο φωσφορικό ιόν | |
| Η ATPase δημιουργεί ελεύθερο φωσφορικό ιόν. | ATP Synthase καταναλώνει ελεύθερο φωσφορικό ιόν για την παραγωγή ATP. |
| Μηχανισμός ρότορα κινητήρα διακοπής ATP | |
| Η ATPase δεν εμφανίζει τον "Μηχανισμό ρότορα κινητήρα" της βλάβης ATP. | Η ATP Synthase δείχνει τον "Μηχανισμό ρότορα κινητήρα" της παραγωγής ATP. |
| Τύπος αντίδρασης | |
| Η ATPase εμπλέκεται σε εξώθερμες αντιδράσεις. | Η ATP Synthase εμπλέκεται σε ενδόθερμες αντιδράσεις. |
Σύνοψη – ATPase vs ATP Synthase
Διαδικασίες παραγωγής και υδρόλυσης ATP απαντώνται σχεδόν σε όλες τις μορφές ζωής. Στις αντιδράσεις του μεταβολισμού είτε καταναλώνονται είτε αναγεννώνται. Όταν καταναλώνονται, απελευθερώνεται ενέργεια. Το ADP (διφωσφορική αδενοσίνη) και το AMP (μονοφωσφορική αδενοσίνη) παράγονται κατά τη διάσπαση του ATP. Το ένζυμο που καταλύει την αντίδραση διάσπασης του ATP είναι γνωστό ως ATPase. Σε άλλες μεταβολικές αντιδράσεις, το ATP παράγεται από το ADP και το AMP. Το ένζυμο που καταλύει τις αντιδράσεις παραγωγής ATP ονομάζεται συνθάση ATP. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ ATPase και ATP Synthase.
Λήψη της έκδοσης PDF του ATPase vs ATP Synthase
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τη σημείωση παραπομπής. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ ATPase και ATP Synthase
