Question

ATP合成酶是如何合成ATP的?

Answer 1

【答案】：现为多数人接受的ATP合酶合成ATP的模型是结合变化模型(binding change model)。该模型认为F₁中的γ亚基作为C亚基旋转中心固定的转动杆，旋转时会引起F₁复合物β亚基构型的改变。β亚基与核苷酸的结合能力有3种不同的构象状态，对ATP和ADP具有不同的结合能力：①空闲状态(O型)，几乎不与ATP、ADP和Pi结合；②松散结合状态(L型)，同ADP和Pi的结合较强；③紧密结合状态(T型)，与ADP和Pi的结合很紧，能生成ATP并能与ATP牢牢结合。当γ亚基旋转并将F₁复合物β亚基转变成O型则会释放ATP。ATP合成酶是如何催化合成ATP的，目前认为是按照“旋转催化(rotational catalysis)”的模式进行的：H⁺流跨膜转运时，带动ATP合成酶基部的类似车轮结构和与之连接的轴进行转动，就像水流带动水轮机一样。这一转动继而引起与轴相连的三个叶片(即3个β亚基)发生一定的构象变化，第一步，随着构象改变的出现，疏松结合的ADP和Pi被转换成ATP；第二步，ATP的结合变得更加疏松；第二步以后就可能出现ATP的释放。由于构象改变是紧密相联的，这样在任何时候，3个β亚基都处在不同的构象状态，在某一时间只有一个位点处于紧密构象状态，在紧密状态下出现共价键的互变，每一次系统构象改变释放一个ATP，而每一个β亚基需要经过三次构象改变才形成一个ATP。